Huffman Implementation with Python

Huffman Implementation with Python

码表

Token	Frequency
a	10
e	15
i	12
s	3
t	4
space	13
n	1

生成 Huffman 编码

根据上面的码表，先生成 Huffman 树，然后生成 Huffman 编码。代码如下：

def binary_tree(val=None):
    return [val, [], []]


def insert_left(root, branch):
    root[1] = branch


def insert_right(root, branch):
    root[2] = branch


def get_root_val(root):
    return root[0]


def set_root_val(root, val):
    root[0] = val


def get_left_child(root):
    return root[1]


def get_right_child(root):
    return root[2]


def is_leaf(root):
    if len(get_left_child(root)) == 0 and len(get_right_child(root)) == 0:
        return True
    return False


def huffman(data):
    while len(data) > 1:
        data = sorted(data, key=lambda e: e[1])

        root = binary_tree()
        left = data.pop(0)
        right = data.pop(0)

        insert_left(root, left[0])
        insert_right(root, right[0])

        data.append((root, left[1] + right[1]))
    return data[0][0]


def tree2code(root, code, plan):
    if is_leaf(root):
        plan[get_root_val(root)] = code
    else:
        tree2code(get_left_child(root), code+'0', plan)
        tree2code(get_right_child(root), code+'1', plan)


def build_data(d):
    l = list()
    for pair in d.items():
        root = binary_tree(pair[0])
        l.append((root, pair[1]))
    return l


if __name__ == '__main__':
    d = {'a':10, 'e':15, 'i':12, 's':3, 't':4, 'space':13, 'n':1}

    l = build_data(d)
    tree = huffman(l)

    plan = dict()
    tree2code(tree, str(), plan)
    print(plan)

运行结果得到

{'i': '00', 'space': '01', 'e': '10', 't': '1100', 'n': '11010', 's': '11011', 'a': '111'}

结果分析

根据文献[1]，可以知道当前的解是最好结果。

Bibliography

[1] 《数据结构与算法分析——C语言描述》 机械工业出版社