ハフマン ツリー ストレージをチャンク エンコーディング用に最適化するにはどうすればよいですか?

効率的なハフマン ツリー ストレージ

ハフマン エンコードとデコードを実装する場合、特に大きなファイルをエンコードする場合には、構築されたハフマン ツリーを効率的に保存することが重要です。

課題:

ファイル全体を一度に読み取る場合、ツリー ストレージはそれほど問題になりませんが、チャンク エンコーディングの場合、ツリーは各チャンクで出力する場合、スペースの最適化が不可欠になります。

提案された解決策:

ビット単位のアプローチを使用してツリーをエンコードします:

• リーフ ノード: 1 ビット N ビット文字/バイト。
• 非リーフ ノード: 0 ビット エンコードされた左の子 エンコードされた右の子。

このメソッドはツリーを効率的にパックします。可能な最小スペース。

計算:

書き込む前にツリー サイズを決定します:

• Tree-size = 10 * NUMBER_OF_CHARACTERS - 1
• エンコードサイズ = Sum(頻度 * 文字へのパスの長さ)

エンコードとデコード:

• エンコード: 提案されたビット単位のエンコード戦略を使用します (擬似コードを参照)。
• デコード: ビットを読み取り、リーフ/非リーフ ノードを決定します。葉の場合は値を読み取ります。リーフ以外の場合、子を再帰的にデコードします。

例:

入力文字列 "AAAAABCCCCCCDDEEEEE" の場合、ツリーは次のように表すことができます:

      20
  ----------
  |        8
  |     -------
 12     |     3
-----   |   -----
A   C   E   B   D
6   6   5   1   2

結果のビット単位のエンコードは次のとおりです。

001A1C01E01B1D 0000000000001100101010101011111111010101010

この表現はツリーとエンコードされたデータの両方を効率的に格納するため、元の文字列と比較して出力が小さくなります。

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