动态哈夫曼编码的改进
出处：论文网
时间：2007-01-18
《计算机世界月刊》1994年7月号所登载的《动态哈夫曼编码的数据压缩方法》一文给出了一种实时性较强的数据压缩方法，该方法的最大特点是不需预先对原始数据进行一遍扫描以建立哈夫曼树，而改为以动态变化的哈夫曼树对数据编码。
该文所附的动态哈夫曼编码数据压缩与解压源程序中的UpDate函数是动态修改哈夫曼树的关键部分，该函数对动态哈夫曼树的一种可能情况无法正确修改，针对这一点，本文附上对该函数的一个修正定义，以使该压缩与解压程序更加完善。
以下就举例说明原UpDate函数无法正确修改的一种哈夫曼树。例如若要压缩“TThhis”字符串，则在压缩完“TTh”之后的动态哈夫曼树为图所示(设根结点序号为1000)：
@@04A07700.GIF;图 压缩完“TTh”之后的动态哈夫曼树@@
此时若再将字符h进行压缩编码，则在输出h的编码“01”后需调整哈夫曼树，以997号叶结点为当前结点，则与当前结点具有同样重量的且序号最大的结点为998号结点，而该结点是997号结点的父结点，对二者按原文所提供的UpDate函数进行交换，则将导致998号结点变成叶结点，996号结点变成997号结点的左孩子，997号结点则既为自己的父结点又是自己的右孩子，这样在对后继字符i进行压缩编码时，首先就无法输出996号空结点的编码了，此时压缩程序陷入死循环。
显然这时可以简单地将998和997号结点的重量加1，然后以998号结点的父结点为当前结点进行调整，根据这种思想对原文提供的UpDate函数进行修正所得新的UpDate函数附后。
void UpDate(struct Node *Temp)
{
struct Node * Tempa, * Tempc, * Pointer;
struct LeafNode *p,*q,*b;
unsigned char Letter;
while(Temp!=Root)
{
if(Temp->Weight)
{
P=Weight;
while(p->Next->CharNode->Weight !=Temp->Weight)
p=p->Next;
if(Temp->Front!=NULL)
{
Tempa=Temp;
while(Temp->Front !=NULL)
Temp=Temp->Front;
if(Temp==Tempa->Parent)
{
Tempa->Weight++;
Tempa->After=Tempa->Front=NULL;
Temp->After=NULL;
InsertWeight(Tempa);
}
else
{
Pointer=Temp->LeftChild;
if(Pointer !=NULL)
Pointer->Parent=Tempa;
Temp->LeftChild=Tempa->LeftChild;
if(Temp->LeftChild !=NULL)
Temp->LeftChild->Parent=Temp;
Tempa->LeftChild=Pointer;
Pointer=Temp->RightChild;
if(Pointer !=NULL)
Pointer->Parent=Tempa;
Temp->RightChild=Tempa->RightChild;
if(Temp->RightChild !=NULL)
Temp->RightChild->Parent=Temp;
Tempa->RightChild=Pointer;
Letter=Temp->Letter;
Temp->Letter=Tempa->Letter;
Tempa->Letter=Letter;
该文所附的动态哈夫曼编码数据压缩与解压源程序中的UpDate函数是动态修改哈夫曼树的关键部分，该函数对动态哈夫曼树的一种可能情况无法正确修改，针对这一点，本文附上对该函数的一个修正定义，以使该压缩与解压程序更加完善。
以下就举例说明原UpDate函数无法正确修改的一种哈夫曼树。例如若要压缩“TThhis”字符串，则在压缩完“TTh”之后的动态哈夫曼树为图所示(设根结点序号为1000)：
@@04A07700.GIF;图 压缩完“TTh”之后的动态哈夫曼树@@
此时若再将字符h进行压缩编码，则在输出h的编码“01”后需调整哈夫曼树，以997号叶结点为当前结点，则与当前结点具有同样重量的且序号最大的结点为998号结点，而该结点是997号结点的父结点，对二者按原文所提供的UpDate函数进行交换，则将导致998号结点变成叶结点，996号结点变成997号结点的左孩子，997号结点则既为自己的父结点又是自己的右孩子，这样在对后继字符i进行压缩编码时，首先就无法输出996号空结点的编码了，此时压缩程序陷入死循环。
显然这时可以简单地将998和997号结点的重量加1，然后以998号结点的父结点为当前结点进行调整，根据这种思想对原文提供的UpDate函数进行修正所得新的UpDate函数附后。
void UpDate(struct Node *Temp)
{
struct Node * Tempa, * Tempc, * Pointer;
struct LeafNode *p,*q,*b;
unsigned char Letter;
while(Temp!=Root)
{
if(Temp->Weight)
{
P=Weight;
while(p->Next->CharNode->Weight !=Temp->Weight)
p=p->Next;
if(Temp->Front!=NULL)
{
Tempa=Temp;
while(Temp->Front !=NULL)
Temp=Temp->Front;
if(Temp==Tempa->Parent)
{
Tempa->Weight++;
Tempa->After=Tempa->Front=NULL;
Temp->After=NULL;
InsertWeight(Tempa);
}
else
{
Pointer=Temp->LeftChild;
if(Pointer !=NULL)
Pointer->Parent=Tempa;
Temp->LeftChild=Tempa->LeftChild;
if(Temp->LeftChild !=NULL)
Temp->LeftChild->Parent=Temp;
Tempa->LeftChild=Pointer;
Pointer=Temp->RightChild;
if(Pointer !=NULL)
Pointer->Parent=Tempa;
Temp->RightChild=Tempa->RightChild;
if(Temp->RightChild !=NULL)
Temp->RightChild->Parent=Temp;
Tempa->RightChild=Pointer;
Letter=Temp->Letter;
Temp->Letter=Tempa->Letter;
Tempa->Letter=Letter;
