完整word版哈夫曼编码译码器试验报告

中北大学

数据结构

课程设计说明书

学生姓名: 郝晨栋学号： 1021010933

软件学院学院:

软件开发与测试: 专业

哈夫曼编码/目题: 译码器

康珺教指导师

2011年12月20日

目录

1 问题描述.............................................................. 错误！未定义书签。

2 需求分析.............................................................. 错误！未定义书签。

3 概要设计 (1)

3．1抽象数据类型定义 (1)

3．2总体框图以及功能描述 (2)

4 详细设计 (2)

4．1数据类型的定义 (2)

4．2主要模块的算法描述 (3)

5 测试分析................................................................................................

4

6 课程设计总结 (6)

附录（源程序清单） (7)

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1 问题描述

1.设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统，重复地显示并处理以下项目，直到选择退出为止。

(1) 将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt，位于当前目录中)；

(2) 分别采用动态和静态存储结构; 初始化：键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值，建立哈夫曼树;

(3) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；输出编码；

设计要求：

(1) 符合课题要求，实现相应功能；

(2) 要求界面友好美观，操作方便易行；

(3) 注意程序的实用性、安全性。

2 需求分析

编写此软件是为了实现一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统。比如，再利用电报进行通讯时，需要将文字转换成由二进制的字符组成的字符串。比如需传送的电文为“A B A C C D A”假设将A,B,C,D分别编码为00、01、10、11.则上述电文遍为00010010101100，总长度为14位。但是在传送过程中，总希望长度能够尽可能的短，于是我们想采用长度不等的编码。但是这种编码必须遵循：任何一个字符的编码都不是另一个字符编码的前缀。

对此软件的要求：能够正确的使得对于输入的字符进行编码以及译码，并且是的在译码过程中不会出错，同时能够将编码以及译码的结果正确的存入文件当中。

3 概要设计

3．1抽象数据类型定义

ADT BinaryTree{

数据对象：D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,...,n, n≥0}

数据关系：

若D为空集，则称为空树。

若D仅为一个数据元素，则R为空集，否则R={H}，H是如下的二元关系：（1）再D中存在唯一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱。

（2）若D-{root}<>空集，则存在一个划分D1，D2，···，Dm（m>0）。

（3）对应于D-{root}的划分，H-{} 有唯一的一个划分H1，H2，···，Hm（m>0）。

基本操作：

InitTree(&T)

操作结果：构造空树T。

DestroyTree(&T)

初始条件：树T已存在。

操作结果：树T被销毁。

ClearTree(&T)

初始条件：树T已存在。

操作结果：将树T清为空栈。

TreeEmpty(T)

初始条件：树T已存在。

操作结果：若树T为空，则返回TRUE，否则FALSE。

TreeDepth(T)

初始条件:树T已存在。

操作结果：返回T的深度。

Root（T）

初始条件：树T已存在。

操作结果：返回树T的根。

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3．2总体框图以及功能描述

4 详细设计

4．1数据类型的定义

（1）哈夫曼树节点类型

struct hufmtreenode{ //哈弗曼树结点数据类型

char data;

float weight; //结点权值

int parent,lchild,rchild; //父结点，左、右孩子结点

};

（2）哈夫曼树类型

struct hufmtree{ //哈弗曼树数据类型

hufmtreenode *node; //结点数组（根据n的值动态分配） int n; //叶子结点数

};

（3)哈夫曼编码数据类型

struct Codetype{ //哈弗曼编码数据类型

char *bits; //编码流数组，

int start;// 编码实际在编码流数组里的开始位置

}

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4．2主要模块的算法描述

（1)主函数：

void main()

{

??牰湩晴尨哈夫曼编码译码系统 \n);

tree=CreateHuffmanTreeFromSourceFile();//读取文件建立哈树

tree=CreateHuffmanTreeByInput(); // 手动输入建立哈夫曼树

HuffmanCode(tree); //打印字符集的哈夫曼编码

对文本文件编码tree=Encoding(tree); //

对代码文件译码 Decoding(tree); // }

（2）构造哈夫曼树

hufmtree* BuildHuffmanTree(hufmtree *tree){//构建叶子结点已初始化的哈夫曼树

For(p=HT,i=1;i<=n;++i,++p,++w)

*p={0,0,0,0};