1.Huffman树是什么
Huffman树也称为哈夫曼编码，是一种编码方式，常用于协议的制定，以节省传输空间。
A - F字母，出现的频率分别为:
A:5,B: 24, C:7,D:17,E:34,F:5,G:13
对比:
1)使用常规协议
如果我们将这些字母无论大小进行编码，一共是7个字母，因此协议规定用三位二进制数表示，传输完这105个字符，共需要105*3 = 315位。
2）使用Huffman树
如果我们按照Huffman树的规则（如上图），共需要 5*4 + 24 * 2 + 7*4 + 17*2 + 34*1+5*5+13*3 = 228位，共节省87位，大约节省27%的带宽占用。
2.Huffman树的原理
Huffman树是依据字符的出现频次，对字符进行二进制的编码，出现频次高的节点编码字符少，出现频次低的字节编码字符多。
感谢: https://www.cnblogs.com/journal-of-xjx/p/6670464.html 博主:Jiaxin Tse
如图是huffman树的构建过程，字符的权重为出现频次。
构建过程:
STEP1:将权重最小的两个字符节点构建一个父节点，权重为两者权重之和
STEP1 进行 size - 1次 ，即可完成huffman树的构建。
编码过程: 给定字符串，以及"单词-频次Map" ，构建huffman树，将给定字符串转成二进制字符串
以字符d为例子，从根节点开始，右枝为1，左枝为0，因此d的编码就是111
给定 abdc => 0101111100
因为每一个被编码的字符节点是叶子节点，因此每一串二进制编码都有唯一对应的译码
解码过程: 给定二进制编码，以及"单词-频次Map",构建huffman树，将给定的二进制字符串转成字符串
0101111100 => abdc
3.Huffman树的三大操作
Huffman树常见的三大操作有 构建、编码、解码。上面给出了一些基本原理和使用，接下来是代码设计的思路。
Node 以及Tree :
/** * 哈夫曼树 */ public class HuffmanTree { static class Node{ Character ch; // 保存被编码的字符 long frequency ; // 被编码的字符出现频次 Node left; // 左子节点 Node right; // 右子节点 Node parent; // 父节点 } static class Tree{ Node root; // Huffman树根节点 } }
1）构建huffman树
STEP1: 将每个字符抽象成一个节点，使用PriprotiesQueue这种排序的结构，按照Node的权值，也就是单词的出现频次为优先级排序
STEP2: 取出其中权值最小的两个节点，进行构建父节点，父节点权值为子节点权值之和。
假设初始的节点数(初始的队列大小)为size,那么需要size - 1次STEP2才能完成整颗huffman树的构建。
记得存储叶子节点的列表，以便编码的时候能从叶子节点向根节点进行拼接字符串。
2）编码 : 给定字符串，以及"单词-频次Map" ，构建huffman树，将给定字符串转成二进制字符串
首先使用 "单词-频次"Map 构建huffman树。
依次遍历每个huffman树的叶子节点，每个节点由叶子节点向根节点遍历，并进行 0 、1的拼接。
这样就生成了 Map<字符，二进制编码>表。
然后依次遍历给定字符串的每个字符，分别转成二进制编码拼接即可。
3）解码:给定二进制字符串，以及"单词-频次Map“，构建huffman树，将给定二进制字符串转成原未经编码的字符串。
首先使用"单词-频次"Map 构建huffman树。
然后按照给定的二进制字符串，挨个进行从根的查找，找到叶子节点后就转成原字符，从下一个字符串索引开始继续解码。