Принцип достаточно прост: минимизировать среднее количество кодовых символов, приходящихся на одну букву. Кодируемые элементы сообщения (буквы) располагаются в порядке убывания частот их появления в сообщении. Затем они разделяются на две группы таком образом, чтобы сумма вероятностей появления букв в верхней группе была примерно равна сумме вероятностей появления букв букв в нижней группе (например, в верхней группе не больше, нежели в нижней). Верхней группе приписывается символ «0», а нижней, соответственно, — «1». Эти символы обозначают первый знак кодовой последовательности.

Далее, каждая из двух групп, полученных на предыдущем этапе, в свою очередь делится на две подгруппы, каждой из которых так же присваивается очередной символ кодовой последовательности. Новые полученные символы обозначают второй знак в соответствующих кодовых последовательностях.

Процесс продолжается до тех пор, пока в каждой подгруппе не останется ровно одна буква, которая будет закодирована кодовой последовательностью полученных двоичных символов.

Например, закодируем сообщение:
Начинаем с частот появления букв в исходном сообщении:
Таким образом, общее число букв в исходном сообщении — 18 (2+5+3+3+3+1+1).

Вероятности появления букв в исходном сообщении:
Располагаем буквы в таблицу в соответствии с вероятностями их появления в исходном сообщении и делаем присвоение первого двоичного символа:
Замечание: при равной вероятности порядок следования исходных букв выбирается произвольно (в нашем случае это [«н», «й», « »] и [«,» , «е»]).

Далее, каждую половину делим опять же пополам по вероятностям:
Повторяем эту операцию до тех пор, пока каждая буква исходного сообщения не будет закодирована:
Таким образом, символы исходного сообщения могут быть закодированы следующими кодовыми последовательностями:
Соответственно, исходное сообщение:
кодируется последовательностью:
Термин «префиксные» обозначает, что никакая кодовая последовательность не является префиксом любой другой кодовой последовательности. Данное свойство позволяет однозначно декодировать любое сообщение. Если Вы посмотрите на полученное нами в примере:
то убедитесь в этом сами. Выборки одного символа — «1», двух — «11», трёх — «111» входят сразу в несколько кодовых последовательностей, а вот выборка четырёх символов — «1110» — однозначно входит только в одну последовательность, что и позволяет её однозначно идентифицировать с символом исходного сообщения («с» — «1110»).

Данный алгоритм именуется кодом Шеннона — Фано. Как Вы можете увидеть по изложенному выше примеру (и сделанному замечанию), данный алгоритм может давать различные кодовые последовательности, в зависимости от нашего выбора, причём от нашего выбора, сделанного на определённом шаге, будет зависеть разбиение на всех последующих шагах, что, соответственно, не всегда может приводить к наилучшему результату — максимальное сокращение средней длины кодовых последовательностей.

В отличие от вышеизложенного алгоритма Шеннона — Фано, алгоритм Хаффмана, хотя и строится на тех же основных принципах, подразумевает хотя и более сложную реализацию для построения дерева, но приводящую к более лучшему результату. Можно сказать, что, если построить все возможные комбинации кодовых последовательностей по алгоритму Шеннона — Фано (для конкретного сообщения), то среди них будут и все возможные комбинации кодовых последовательностей, построенные по алгоритму Хаффмана.

Впрочем, решив написать данное сообщение, я не ставил задачу обучить Вас тонкостям реализации алгоритма Шеннона — Фано, Хаффмана или Лемпеля — Зива — Велча ;). Для этих целей хватает и монографий, и пухлых исследований. Я хотел, чтобы Вы примерно поняли сам механизм кодирования с практически нулевой избыточностью (это термин) и саму идею этого алгоритма — максимальное сокращение средней длины кодовых последовательностей. Лучший учитель — практика. Возьмите коллегу. Попросите его закодировать по изложенному выше алгоритму какое-либо сообщение. Пусть он передаст Вам закодированное сообщение и сам словарь. Попробуйте его раскодировать. Тогда Вам станет воочию ясно, что такое префиксные коды и почему «он понимает что нужно преобразовывать символ "а", а не "я"».

Предваряя следующий вопрос, «а что будет, если в переданном сообщении будет искажёны/потеряны какие-либо символы?», скажу, что для этого вводится обратное понятие — избыточность кода, например, широко известные CRC — коды циклического контроля, позволяющие столь же однозначно узнать, было ли сообщение при передаче искажено, и суметь восстановить его. Впрочем, как говорил сказочник, это уже другая история ;).