对shannon-fano编码算法生成的代码进行解码

Decoding of codes generated from shannon fano encoding algorithm

本文关键字：代码 解码 shannon-fano 编码 算法      更新时间：2023-10-16

我已经使用shannon-fano算法为文件中的不同符号生成了代码。现在我的问题是，我将如何将这些代码存储到文件中（因为文件是以字节为单位的），以便在阅读时，读者可以确保在某个时刻，这是特定符号的代码结束。这样就不会读取额外的代码。

首先，您可以使用逐位操作从字节数组中读取可变数量的位（不是8的倍数）。

第二，如果代码是一个有效的前缀代码，它满足

there is no valid code word in the system that is a prefix (start) of any other valid code word in the set

然后可以通过将前缀与表进行比较来确定代码的结束位置。

通常，这是通过以下方式完成的：

  • 假设代码长度在1到16位之间
  • 将文件中接下来的16位加载到变量中
  • 将16位变量与包含以下值的表进行比较。可以使用二进制搜索或基数搜索。
    • 密钥：Shannon Fano或Huffman代码，经过移位，使最高位处于最高有效位
    • KeyLength：Shannon Fano或Huffman代码中的实际位数。这允许我们从变量中减去解码比特的数量
    • 值：代码将解码为的值
  • 根据代码从变量中减去（移除）解码的位。例如，如果代码有9个比特，我们将从MSB中删除9个比特并保留剩余的7个比特
  • 从文件中读取接下来的9位，并将其与未编码的7位连接起来
  • 重复此过程
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