PHP数据结构(八) ——赫夫曼树实现字符串编解码(实践2)
时间:2022-05-03
本文章向大家介绍PHP数据结构(八) ——赫夫曼树实现字符串编解码(实践2),主要内容包括相关阅读:、PHP数据结构(八) ——赫夫曼树实现字符串编解码(理论)、PHP数据结构(七) ——串与实现KMP算法、PHP数据结构(六) ——树与二叉树之概念及存储结构、PHP数据结构(六) ——数组的相乘、广义表、PHP数据结构(五) ——数组的压缩与转置、PHP数据结构(四) ——队列、PHP数据结构(三)——运用栈实现括号匹配、PHP数据结构(二)——链式结构线性表、PHP数据结构(一)——顺序结构线性表、基本概念、基础应用、原理机制和需要注意的事项等,并结合实例形式分析了其使用技巧,希望通过本文能帮助到大家理解应用这部分内容。
PHP数据结构(八)——赫夫曼树实现字符串编解码(实践2)
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公众号规定不能超过3000字,只能分两篇,见谅。
由于需要分两篇来讲,本篇接上篇的内容,假定已经获取到编码的结果,利用该结果实现对字符串的编码和解码的过程。
本篇主要讲解针对输入字符串进行各字符权值数组的计算、调用方法获取字符编码结果、根据编码结果实现对字符串的编码、根据权值数组实现对被编码的字符串进行解码。
源代码如下:
<?php
//编码函数 输入一串字符串,
//返回每个字符的编码array('char1'=>'encoded1','char2'=>'encoded2'....)
//以及整个字符串的编码结果
public function getStringEncoded($str){
$len = strlen($str);
if($len <= 0){
return false;
}
if(1 == $len){
return array($str=> '0');
}
//计算每个字符的数量
$arrChar = array();
for($i=0;$i<$len;$i++){
if(isset($arrChar[$str[$i]])){
$arrChar[$str[$i]]++;
}else{
$arrChar[$str[$i]]= 1;
}
}
//根据数量计算权值
$arrWeight = array();
$i = 0;
foreach($arrChar as $key=> $val){
$arrWeight[$i++] =array(round($val/$len, 2), $key);
}
//获取每个字符的编码结果
$huffmanTree =$this->getHuTree($arrWeight);
$charCode =$this->getCharEncodedRecu($huffmanTree);
//根据每个字符的编码结果,获取字符串的编码结果
$resStr = '';
for($i=0;$i<$len;$i++){
$resStr .=$charCode[$str[$i]];
}
$resArr =array('char'=>$charCode, 'str'=>$resStr);
return $resArr;
}
//解码函数,输入编码字符串和每个字符的编码,返回结果字符串
public functiongetStringDecoded($encodedStr, $charCode){
$charCode =array_flip($charCode);//把数组的键值互换
$decodedStr = '';
$tmpCode = '';
for($i=0;$i<strlen($encodedStr);$i++){
$tmpCode .= $encodedStr[$i];
if(isset($charCode[$tmpCode])){
$decodedStr.= $charCode[$tmpCode];
$tmpCode ='';
}
}
return $decodedStr;
}
}
//给定任意字符串,返回每个字符的编码结果,以及字符串的编码结果
$huffmanTreeEntity= new HuffmanTree();
$str ='aabjbjkdixxkdlx';
$res = $huffmanTreeEntity->getStringEncoded($str);
echo '输入的字符串是【'.$str.'】<br />编码结果是【'.$res['str'].'】<br/>';
echo '其中每个字符的编码分别是:';
print_r($res['char']);
echo '<br/><br />';
$decodedStr =$huffmanTreeEntity->getStringDecoded($res['str'], $res['char']);
echo '将编码后的字符串【'.$res['str'].'】解码后的结果是【'.$decodedStr.'】';
题外话:为了编写本代码,我调试了两天,主要在于从赫夫曼树获取字符编码的方法。因为采用赫夫曼树对字符进行编码时,每个字符都会在赫夫曼树的叶子节点上。因此,刚开始编写代码的时候,我尝试采用遍历二叉树的方法,试图通过遍历获取叶子节点的路径,进而获取字符的编码。
我尝试了二叉树的三种遍历方式,在此过程中我还细微调整了几次生成的赫夫曼树的数据结构,但始终无法正确获取编码。后在调试过程中发现,主要原因在于,二叉树遍历的回溯的过程中,会跳过已经遍历的叶子节点,因此无法正确编码。
因此,我放弃遍历二叉树,转而采用递归的方式,对每个节点逐个进行遍历,方式类似于图的广度优先算法。后续问题变迎刃而解。
——written by linhxx 2017.07.06
相关阅读:
PHP数据结构(八) ——赫夫曼树实现字符串编解码(实践1)
PHP数据结构(八) ——赫夫曼树实现字符串编解码(理论)
PHP数据结构(七) ——串与实现KMP算法
PHP数据结构(六) ——树与二叉树之概念及存储结构
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