数据结构课程设计实验报告哈夫曼树的应用
计算机学院信管专业
数据结构课程设计
题目:哈夫曼树的应用
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成绩评定:
评阅人:日期:
完成日期:2012年12月
目录
一、需求分析 (3)
二、概要设计 (4)
三、详细设计 (6)
四、调试分析和测试结果 (7)
五、心得体会和总结 (10)
六、参考文献 (10)
七、附录 (11)
一、需求分析
(一)实验要求
要求用到数据结构课上学到的线性表的知识,所以就要充分而清晰的理解关于线性表的知识。
要求实现的基本功能很简单,只有删除和插入,增加功能也不过是加上修改。这些在数据结构课上已经讲过,只要能够理解关于线性表的几个相关的基本算法就可以了。
问题是将输入的信息保存入文件和从文件输出。这里基本是自学的内容,而且要考虑到是否要自行选择保存的磁盘。
综上,做这个课题,要具备的知识就是线性表的基本算法,文件的保存和读取算法,必要的C或者C++知识(本次我将使用C++实现),以及丰富的程序调适经验。(二)实验任务
一个完整的系统应具有以下功能:
功能1.从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树并将它存于文件hfmTree中.将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上;
功能2.利用已经建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件htmTree中读入),对文件ToBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件CodeFile中,并输出结果,将文件CodeFile以紧凑格式先是在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrint中。
功能3.利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件TextFile中,并输出结果。
(三)实验步骤
分步实施:
1)初步完成总体设计,搭好框架,确定人机对话的界面,确定函数个数;
2)完成最低要求:完成功能1;
3)进一步要求:完成功能2和3。有兴趣的同学可以自己扩充系统功能。
要求:
1)界面友好,函数功能要划分好
2)总体设计应画一流程图
3)程序要加必要的注释
4) 要提供程序测试方案
5)程序一定要经得起测试,宁可功能少一些,也要能运行起来,不能运行的程序是没有价值的。
二、概要设计
(一) 设计思想
哈夫曼树用邻接矩阵作为存储结构,借助静态链表来实现遍历。 (二 ) 函数间的关系如图所示:
(三)数据结构与算法设计
哈夫曼编\译码器的主要功能是先建立哈夫曼树,然后利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码后进行译码 。在数据通信中,经常需要将传送的文字转换成由二进制字符0、1组成的二进制串,称之为编码。构造一棵哈夫曼树,规定哈夫曼树中的左分之代表0,右分支代表1,则从根节点到每个叶子节点所经过的路径分支组成的0和1的序列便为该节点对应字符的编码,称之为哈夫曼编码。
最简单的二进制编码方式是等长编码。若采用不等长编码,让出现频率高的字符具有较短的编码,让出现频率低的字符具有较长的编码,这样可能缩短传送电文的总长度。哈夫曼树课用于构造使电文的编码总长最短的编码方案。 其主要流程图如下图所示。
主函数
显示表头 初始化树 输入字符 编码 译码 打印编码 打印哈夫
曼树
选最小两个权
值
哈夫曼树编\译码器流程图
三、详细设计
开始
结点数是否大于1
将data 和权值赋给ht
输出根结点和
调用SELECT 函数 计算根结点
父结点为两子结点之和 输出两子结点和已构造
是否为根结点? 左子是否为空?
此时编码为0
I<2*N?
I++
编码为1 结束
否
否
否
右子是否
是
是
否
否
是
是
是
功能函数模块划分
void main()
void printhead()
void printree(HuffmanTree HT,int w) //打印赫夫曼树
void coprint(HuffmanTree start,HuffmanTree HT)//打印代码文件
void printcode() //打印代码
void decode() //完成译码功能
void encode() //完成编码功能
void inputcode()
void init()
void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n)
void select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2)
int min(HuffmanTree t,int i)//找两个最小的权值
(1)哈夫曼编码:首先定义函数,找出全部权值中最小的两个,然后定义一个变量,使他始终成为最小的那个。再将两个函数最为叶子结点,并得到一个父亲节点,此父亲节点的权值为其叶子节点的权值之和。并将此父亲节点的权值与其余权值进行比较,重新选出两个最小的权值,再进行上述步骤,直到所有权值形成了一颗二叉树,而此二叉树就是我们所说的最优二叉树,即哈夫曼树。
以上为哈夫曼树的建立过程,下面为哈夫曼编码的过程,从叶子节点出发,若此叶子节点为其父亲节点的左孩子,则将其编码为0,若为右孩子,则将其编码为1,然后为其父亲节点编码,若为祖先的左孩子,则变为0,为右孩子则为1,依次向上一层进行遍历,直到遍历到根节点,停止编码。
(2)译码:对于已经建好的哈夫曼树,要对其进行译码,首先从根出发如果编码为0,则往左孩子遍历,如果编码为1,则往右孩子遍历,直到遍历到叶子节点,便求得该子串相应的字符。
(3)初始化哈夫曼链表:首先输入结点个数,再将字符及权值输入,调用编码函数,得到每个字符编码并将其输出。最后将哈夫曼编码写入文件。
(4)完成编码功能:打开目录下文件tobetran.txt,读取里面的字符,对其进行编码后,将编码写入目录下的codefile.txt中。
(5)完成译码功能:打开根目录下codefile.txt文件,读取里面的编码,对其中的编码进行译码,并将得到的内容写入根目录下的文件txtfile.txt中。
(6)打印编码
(7)打印哈夫曼树
四、调试分析和测试结果
(一)初始化哈夫曼链表
(二)编
码字符
(三)编码
(四)译码
(五)打印编码
(六)打印哈夫曼函数
五、心得体会与总结
对于本次课程设计,主要是需要掌握哈夫曼树建立、哈夫曼编码以及哈夫曼译码的算法。并能将其熟练应用于编译码器的完成。经过这次的课程设计,使我们更加了解了数据结构,也更深入地了解了哈夫曼编码与译码算法,课程设计的题目比我们平常的实验内容要难,完成它不仅需要有厚实的语言基础,而且还要熟练掌握哈夫曼编码与译码的算法,另外对于文件的基本操作也需要熟悉。
通过数据结构课程设计,我的C++语言水平有了比较大的提高其中。C++语言关于类的操作理解的比以前深刻不少。另外是数据结构方面的提高对哈夫曼树的构造及哈夫曼码方面也有不少的提高。在项目中也出现了很多的问题,最大的问题就是对程序设计框架结构的不了解,在实现代码与功能的连接时经常会出现各种不同的错误,在实现一些功
中,既回顾了很多以前的东西,也发现了很多的问题以前都没遇见过的,收获很大。通过本次数据结构的课程设计,我学习了很多在上课没懂的知识,并对求哈夫曼树及哈夫曼编码/译码的算法有了更加深刻的了解,更巩固了课堂中学习有关于哈夫曼编码的知识。此次哈夫曼树的应用系统的设计让自己对数据结构的了解更深入。
六、参考文献
《C++面向对象程序设计教程》(第三版)陈维兴林小茶编着清华大学出版社《数据结构》(C语言版)严蔚民吴伟民编着清华大学出版社
六、附录
源程序:#include
#include
#include
#include
#include
const int UINT_MAX=1000;
typedef struct //哈夫曼树的存储表示
{
int weight; //权值
int parent,lchild,rchild; //父节点,左孩子结点,右孩子结点
}HTNode,* HuffmanTree; //动态分配数组存储哈夫曼树
typedef char **HuffmanCode;//动态分配数组存储哈夫曼编码表
//-----------全局变量-----------------------
HuffmanTree HT; //代表哈夫曼树
HuffmanCode HC; //代表哈夫曼编码
int *w,i,j,n;
char *z;
int flag=0;
int numb=0;
// -----------------求哈夫曼编码-----------------------
void line()//画分割线的函数
{
cout<<"\n--------------------------------------------------\n";
}
int min(HuffmanTree t,int i)//找两个最小的权值
{
int j,flag;
int k=UINT_MAX; // 取k为不小于可能的值
for(j=1;j<=i;j++)
if(t[j].weight k=t[j].weight,flag=j; t[flag].parent=1; return flag; //返回标识符 } //--------------------使s1成为最小权值---------------------- void select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2) { int j; s1=min(t,i); s2=min(t,i); if(s1>s2)// s1为最小的两个值中序号较小的那个 { j=s1; s1=s2; s2=j; } } void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n) { int m,i,s1,s2,start; int c,f; HuffmanTree p; char *cd; if(n<=1) return; m=2*n-1;//申请2n-1个内存单元 HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 0号单元未用 for(p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w) { p->weight=*w;//赋权值 p->parent=0; p->lchild=0; p->rchild=0; } for(;i<=m;++i,++p)//初始化 p->parent=0; for(i=n+1;i<=m;++i) // 建哈夫曼树 { select(HT,i-1,s1,s2);//调用建子树的函数 HT[s1].parent=HT[s2].parent=i;//i是s1和s2的父节点 HT[i].lchild=s1; HT[i].rchild=s2;//s1和s2是i的儿子节点 HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;//i的权值为s1和s2的和} HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));//分配n个字符编码的头指针向量cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); //分配求编码的工作空间 cd[n-1]='\0'; //编码结束符 for(i=1;i<=n;i++)//逐个字符求哈夫曼编码 { start=n-1; //编码结束符位置 for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent) // 从叶子到根逆向求编码if(HT[f].lchild==c) cd[--start]='0'; else cd[--start]='1'; HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));//为第i个字符编码分配空间 strcpy(HC[i],&cd[start]); //从cd复制编码(串)到HC } free(cd);//释放工作空间 } //--------------初始化哈夫曼链表--------------------------------- void init() { flag=1; int num; int num2; cout<<"下面初始化哈夫曼链表"< cin>>num;//输入结点个数 n=num; w=(int*)malloc(n*sizeof(int));//权值 z=(char*)malloc(n*sizeof(char));//字符 cout<<"\n请依次输入"< char temp[2]; for(i=0;i { cout<<"第"< gets(temp); *(z+i)=*temp; } line(); for(i=0;i<=n-1;i++)//输出字符 { cout< } line(); cout<<"\n请依次输入"< for(i=0;i<=n-1;i++)//输入权值 { cout< cin>>num2; *(w+i)=num2; } HuffmanCoding(HT,HC,w,n);//调用哈夫曼编码 //------------------------打印编码---------------------- cout<<"字符对应的编码为:"< for(i=1;i<=n;i++)//输出所有编码 { puts(HC[i]); } //--------------------------将哈夫曼编码写入文件--------- cout<<"下面将赫夫曼编码写入文件"< FILE *htmTree; char r[]={' ','\0'}; if((htmTree=fopen("htmTree.txt","w"))==NULL) { cout<<"文件打开失败"< return; } fputs(z,htmTree); for(i=0;i { fprintf(htmTree,"%6d",*(w+i)); fputs(r,htmTree); } for(i=1;i<=n;i++) { fputs(HC[i],htmTree); fputs(r,htmTree); } fclose(htmTree); cout<<"已将字符与对应编码写入根目录下文件htmTree.txt中"< //---------------------获取字符并写入文件--------------------------------- void inputcode() { FILE *virttran,*tobetran; char str[100]; if((tobetran=fopen("tobetran.txt","w"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"< return; } cout<<"请输入你想要编码的字符"< gets(str); fputs(str,tobetran); cout<<"获取字符成功"< fclose(tobetran); } //------------------------------------------------------ void encode() //完成编码功能 { cout<<"下面对目录下文件tobetran.txt中的字符进行编码"< FILE *tobetran,*codefile; if((tobetran=fopen("tobetran.txt","rb"))==NULL) } if((codefile=fopen("codefile.txt","wb"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"< } char *tran; i=99; tran=(char*)malloc(100*sizeof(char)); //为tran分配100个字节 while(i==99) { if(fgets(tran,100,tobetran)==NULL) { cout<<"不能打开文件"< break; } for(i=0;*(tran+i)!='\0';i++) { for(j=0;j<=n;j++) { if(*(z+j-1)==*(tran+i)) { fputs(HC[j],codefile); puts(HC[j]); if(j>n) { cout<<"字符错误,无法编码!"< break; } } } } } cout<<"编码工作完成"< fclose(tobetran); fclose(codefile); free(tran); } //-------------------------------------------------- void decode() //完成译码功能 { cout<<"下面对根目录下文件codefile.txt中的字符进行译码"< FILE *codef,*txtfile; if((txtfile=fopen("Textfile.txt","w"))==NULL) } if ((codef=fopen("codefile.txt","r"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"< } char *tbdc,*outext,i2; int io=0,i,m; unsigned long length=10000; tbdc=(char*)malloc(length*sizeof(char)); //分配空间 fgets(tbdc,length,codef); outext=(char*)malloc(length*sizeof(char)); //分配空间 m=2*n-1; for(i=0;*(tbdc+i)!='\0';i++) //进入循环 { i2=*(tbdc+i); if(HT[m].lchild==0) { *(outext+io)=*(z+m-1); io++; m=2*n-1; i--; } else if(i2=='0') m=HT[m].lchild; else if(i2=='1') m=HT[m].rchild; } *(outext+io)='\0'; fputs(outext,txtfile); cout<<"译码完成"< "< free(tbdc); free(outext); fclose(txtfile); fclose(codef); } //--------------------------------------------- void printcode() //打印代码 { cout<<"下面打印根目录下文件CodePrin.txt中编码字符 "< FILE * CodePrin,* codefile; if((CodePrin=fopen("CodePrin.txt","w"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"< return; } if((codefile=fopen("codefile.txt","r"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"< return; } char *work3; work3=(char*)malloc(51*sizeof(char)); do { if(fgets(work3,51,codefile)==NULL) { cout<<"不能读取文件"< break; } fputs(work3,CodePrin); puts(work3); }while(strlen(work3)==50); free(work3); cout<<"打印工作结束"< fclose(CodePrin); fclose(codefile); } void coprint(HuffmanTree start,HuffmanTree HT)//打印代码文件{char t=' '; if(start!=HT) { FILE * TreePrint; if((TreePrint=fopen("TreePrint.txt","a"))==NULL) { cout<<"创建文件失败"< return; } numb++;//该变量为已被声明为全局变量 coprint(HT+start->rchild,HT); if(start->lchild!=NULL&&start->rchild!=NULL) t='<'; cout< fprintf(TreePrint,"%d\n",start->weight); coprint(HT+start->lchild,HT); numb--; fclose(TreePrint); } } void printree(HuffmanTree HT,int w) //打印赫夫曼树 { HuffmanTree p; p=HT+w; cout<<"下面打印赫夫曼树"< coprint(p,HT); cout<<"打印工作结束"< } void printhead() { cout<<"\n\t\t"; cout<<" i.初始化赫夫曼链表 w.编码字符 \n\t\t"; cout<<" e.编码 d.译码\n\t\t"; cout<<" p.打印编码 t.打印赫夫曼树 \n\t\t"; cout<<" q.退出 \n\t\t"; if(flag==0)cout<<"\n请先初始化赫夫曼链表,输入'i'\n"; cout<<"请选择你要进行的操作:"; } /*2.主程序*/ void main() { char choice; while(choice!='q') { printhead(); cin>>choice; switch(choice) { case 'i': //按下i则进行初始化赫夫曼链表,调用init函数init(); break; case 'w': //按下w编码字符,调用inputcode函数 inputcode(); break; case 'e': //按下e编码,调用encode函数 encode(); break; case 'd': //按下d译码,调用decode函数 decode(); break; case 'p': //按下p打印编码,调用printcode函数 printcode(); break; case 't': //按下t打印赫夫曼树,调用printree函数 printree(HT,2*n-1); break; case 'q': //按下q退出 break; default: cout<<"输入错误,请重新选择"< } free(z); //释放z结点 free(w); //释放w结点 free(HT); //释放HT结点 } 嘉应学院计算机学院 实验报告 课程名称:数据结构课程设计 开课学期:2017-2018学年第2学期 班级: 指导老师: 实验题目:哈夫曼树 学号: 姓名: 上机时间: 一、实验目的 本实验的目的是通过对简单的哈夫曼编/译码系统的设计与实现来熟练掌握树形结构在实际问题中的应用。 二、实验问题描述 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高通信利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码,此试验即设计这样的一个简单的编/译码系统。系统应该具备如下的几个功能。 1、求出各个叶子节点的权重值 输入一个字符串,统计其中各个字母的个数和总的字母个数。 2、构造哈夫曼树 统计出的字母种类为叶子结点个数,每个字母个数为相应的权值,建立哈夫曼树。 3、打印哈弗曼树的功能模块 按照一定形式打印出哈夫曼树。 4、编码 利用已经建立好的哈夫曼树进行编码。 5、译码 根据编码规则对输入的代码进行翻译并将译码。 三、实验步骤 1、实验问题分析 (1)设计一个结构体数组保存字母的类型和个数。 { ; 字母的种类 ; 字母的个数 }; (2)在构造哈夫曼树时,设计一个结构体数组保存哈夫曼树中各结点 的信息,根据二叉树的性质可知,具有n个结点的哈夫曼树共有21个结点,所以数组大小设置为21,描述结点的数据类型为: { ; 权值 ; 双亲 ; 左孩子 ; 右孩子 }; []; 定义此类型的数组 (3)求哈夫曼编码,实质上是在已经建立的哈夫曼树中,从叶子结点开始,沿着结点的双亲链表域退回到根节点,每退回一步,就走过了哈夫曼树的一个分支,从而得到一位哈夫曼值,由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列,因此先得到的分支代码为所求编码的低位码,后得到的分支代码为所求编码的高位码,所以设计如下的数据类型: 10; { []; 每个结点的哈夫曼编码 ; 开始位置 }; (4)设置全局变量。 s; 为输入的字符串 0; 记录输入的字符串中字母的种类,即叶子结点个数 0; 记录字符串中字母的总个数 []叶子结点类型 2、功能(函数)设计 (1)统计字母种类和个数模块 此模块的功能为从键盘接受一个字符串,统计字符串中字母种类即结 点个数,每种字母出现次数即各叶子结点的权值。全局变量s保存输 入的字符串,将种类和个数保存到[]中。 函数原型:() 如输入的字符串是“”则显示如下。 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录 目录 (1) 1 课程设计的目的和意义 (2) 2 需求分析 (3) 3 系统设计 (4) (1)设计思路及方案 (4) (2)模块的设计及介绍 (4) (3)主要模块程序流程图 (6) 4 系统实现 (10) (1)主调函数 (10) (2)建立HuffmanTree (10) (3)生成Huffman编码并写入文件 (13) (4)电文译码 (14) 5 系统调试 (16) 小结 (18) 参考文献 (19) 附录源程序 (20) ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 1 课程设计的目的和意义 在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术来节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视。哈夫曼编码正是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。 哈夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。 通常我们把数据压缩的过程称为编码,解压缩的过程称为解码。电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。但在信息传递时,总希望总长度尽可能最短,即采用最短码。 作为软件工程专业的学生,我们应该很好的掌握这门技术。在课堂上,我们能过学到许多的理论知识,但我们很少有过自己动手实践的机会!课程设计就是为解决这个问题提供了一个平台。 在课程设计过程中,我们每个人选择一个课题,认真研究,根据课堂讲授内容,借助书本,自己动手实践。这样不但有助于我们消化课堂所讲解的内容,还可以增强我们的独立思考能力和动手能力;通过编写实验代码和调试运行,我们可以逐步积累调试C程序的经验并逐渐培养我们的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。 在课程设计过程中,我们不但有自己的独立思考,还借助各种参考文献来帮助我们完成系统。更为重要的是,我们同学之间加强了交流,在对问题的认识方面可以交换不同的意见。同时,师生之间的互动也随之改善,我们可以通过具体的实例来从老师那学到更多的实用的知识。 数据结构课程具有比较强的理论性,同时也具有较强的可应用性和实践性。课程设计是一个重要的教学环节。我们在一般情况下都能够重视实验环节,但是容易忽略实验的总结,忽略实验报告的撰写。通过这次实验让我们明白:作为一名大学生必须严格训练分析总结能力、书面表达能力。需要逐步培养书写科学实验报告以及科技论文的能力。只有这样,我们的综合素质才会有好的提高。 实验二二叉树的遍历及霍夫曼编码 班级:计科1101班 学号:0909101605 姓名:杜茂鹏 2013年5月22日 一、实验目的 掌握二叉树的建立及遍历操作,霍夫曼编码基本操作及存储结构表示 二、实验内容 1. 系统要求包含以下功能 1)初始化:从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值(或者读入字符集和频度数据文件),建立哈夫曼树,并将哈夫曼树存入到文件HfmTree 中。 2)编码:利用已建好的哈夫曼树(如果不在内存中,则从文件中读入),从文件ToBeTran中读入原文,对原文进行编码,将编码后的结果存入文件CodeFile 中。 3)译码:利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件TextFile中。 4)打印:打印输出哈夫曼树,显示ToBeTran, TextFile和CodeFile文件的内容。 三、实验要求 1.在上机前写出全部源程序; 2.能在机器上正确运行程序; 3.用户界面友好。 四、概要设计 1)首先动态分配数组存储霍夫曼树及存储霍夫曼编码表,然后从终端或文件读入霍夫曼树的字符变量及其频度,初始化建立霍夫曼树并将其写入文件HfmTree.txt中。 2)从指定的文件succe.txt中读入原文,利用已经编好的霍夫曼树对其编码,将编码结果写入文件Coding.txt保存。 3)利用已建好的哈夫曼树将文件Coding.txt中的代码进行译码,结果存入文件decoding.txt中。 五、测试数据: 2.原文内容“THIS IS MY PROGRAM” 六、详细设计 实验内容(原理、操作步骤、程序代码) //建立霍夫曼树,对原文进行编码、译码 #include 课程论文 题目:哈夫曼树及其应用课程设计报告学号: 201230210115 姓名:黄文宣 班级: 1232101 专业:信息安全 课程名称:数据结构 课程老师:王晓燕 二零一肆年一月 目录 1、课程设计的题目及简介 (3) 2、实验目的 (3) 3、设计说明 (4) 4、总体流图 (4) 5、详细设计 (5) 6、实现部分 (6) 7、测试程序 (9) 8、心得与体会 (10) 一、课程设计题目 哈夫曼树及其应用 数据的读入﹑存储,生成文件,将键盘输入的信息存入指定的文件中;设计一程序求解此问题.哈夫曼(Huffman)编码原理是一种利用二叉树实现的编码原理 建立的哈夫曼树编码,再从键盘输入二进制的编码进行译码,输出译码。 哈夫曼编码的码长是变化的,对于出现频率高的信息,编码的长度较短;而对于出现频率低的信息,编码长度较长。这样,处理全部信息的总码长一定小于实际信息的符号长度。锻炼我们的编码能力,真正理解数据结构的编码思想,并且锻炼我们的动手能力和成员间的配合,提高程序编写能力。 二、实验目的 1 熟悉树的各种存储结构及其特点。 2 掌握建立哈夫曼树和哈夫曼编码的方法及带权路径长度的计算。 三、设计说明 建立哈夫曼树,将哈夫曼树的结构定义为一个结构型的一维数组,每个元素含有四项:权值,双亲,左孩子,右孩子。哈夫曼树上进行二进制编码:往左走,编码为0,往右走,编码为1,然后将从根结点到树叶中的所有0、1排列起来,则得到该树叶的哈夫曼编码。哈夫曼编码用一个结构型的一维数组保存,每个元素包含:编码、编码的开始位置、编码所对应的字符三项。给定的权值从键盘输入,输出所建立的哈夫曼树编码,再从键盘输入二进制的编码进行译码,输出译码。 四、总体流图 哈夫曼树编码系统 初始化 编码 重新建立哈夫 曼树 译码 打印编码 题目:哈夫曼编码器 班级:031021班姓名:李鑫学号:03102067 完成日期:2011/12 1. 问题描述 利用赫夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(即可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站编写一个赫夫曼码的编/译码系统。 2.基本要求 一个完整的系统应具有以下功能: (1) I:初始化(Initialization)。从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立赫夫曼树,并将它存于文件hfmTree中。 (2) E:编码(Encoding)。利用已建好的赫夫曼树(如不在内存,则从文件hfmTree中读入),对文件ToBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件CodeFile中。 (3) D:译码(Decoding)。利用已建好的赫夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件Textfile中。 以下为选做: (4) P:印代码文件(Print)。将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrin中。 (5) T:印赫夫曼树(Tree printing)。将已在内存中的赫夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上,同时将此字符形式的赫夫曼树写入文件TreePrint 中。 3.测试 (1)利用教科书例6-2中的数据调试程序。 (2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAME IS MY FA VORITE”。 字符 A B C D E F G H I J K L M 频度186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20 字符N O P Q R S T U V W X Y Z 频度57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1 4.实现提示 (1) 编码结果以文本方式存储在文件Codefile中。 (2) 用户界面可以设计为“菜单”方式:显示上述功能符号,再加上“Q”,表示退出运行Quit。请用户键入一个选择功能符。此功能执行完毕后再显示此菜单,直至某次用户选择了“Q”为止。 (3) 在程序的一次执行过程中,第一次执行I,D或C命令之后,赫夫曼树已经在内存了,不必再读入。每次执行中不一定执行I命令,因为文件hfmTree可能早已建好。 一、需求分析 1、本演示程序实现Haffman编/译码器的作用,目的是为信息收发站提供一个编/译系统, 从而使信息收发站利用Haffman编码进行通讯,力求达到提高信道利用率,缩短时间,降低成本等目标。系统要实现的两个基本功能就是:①对需要传送的数据预先编码; ②对从接收端接收的数据进行译码; 2、本演示程序需要在终端上读入n个字符(字符型)及其权值(整形),用于建立Huffman 树,存储在文件hfmanTree.txt中;如果用户觉得不够清晰还可以打印以凹入表形式显示的Huffman树; 3、本演示程序根据建好的Huffman树,对文件的文本进行编码,结果存入文件CodeFile 中;然后利用建好的Huffman树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件TextFile中;最后在屏幕上显示代码(每行50个),同时显示对CodeFile中代码翻译后的结果; 4、本演示程序将综合使用C++和C语言; 5、测试数据: (1)教材例6-2中数据:8个字符,概率分别是0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03, 0.11,可将其的权值看为5,29,7,8,14,23,3,11 (2)用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立Haffman树,并实现以下报文的编码和 一、概要设计 1、设定哈夫曼树的抽象数据类型定义 ADT Huffmantree{ 数据对象:D={a i| a i∈Charset,i=1,2,3,……n,n≥0} 数据关系:R1={< a i-1, a i >| a i-1, a i∈D, i=2,3,……n} 基本操作: Initialization(&HT,&HC,w,n,ch) 操作结果:根据n个字符及其它们的权值w[i],建立Huffman树HT,用字符数组ch[i]作为中间存储变量,最后字符编码存到HC中; Encodeing(n) 操作结果:根据建好的Huffman树,对文件进行编码,编码结果存入到文件CodeFile 中 Decodeing(HT,n) 操作结果:根据已经编译好的包含n个字符的Huffman树HT,将文件的代码进行翻译,结果存入文件TextFile中 } ADT Huffmantree 哈夫曼编译码器课程设计报告完整版 XXX学院本科 数据结构课程设计总结报告 设计题目:实验一、哈夫曼编/译码器 学生姓名:XXX 系别:XXX 专业:XXX 班级:XXX 学号:XXX 指导教师:XXX XXX 6 月 21日 xxx学院 课程设计任务书 题目一、赫夫曼编译码器 专业、班级 xxx 学号 xxx 姓名 xxx 主要内容、基本要求、主要参考资料等: 1. 主要内容 利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。要求在发送端经过一个编码系统对待传数据预先编码;在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(既能够双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编/译码系统。 2. 基本要求 系统应具有以下功能: (1)C:编码(Coding)。对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中,将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree中 (2)D:解码(Decoding)。利用已建好的哈夫曼树将文件codefile中的代码进行译码,结果存入textfile中。 (3)P:打印代码文件(Print)。将文件codefile以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入 文件codeprint中。 (4)T:打印哈夫曼树(Tree Printing)。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示在终端上,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。 3. 参考资料:数据结构(C语言版)严蔚敏、吴伟民编著; 数据结构标准教程胡超、闫宝玉编著 完成期限: 6月21 日 指导教师签名: 课程负责人签名: 6月 21 日 一、设计题目(任选其一) 实验一、哈夫曼编/译码器 二、实验目的 1巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力; 2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解; 3 巩固构造赫夫曼树的算法; 4 设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。 三、运行环境(软、硬件环境) Windows xp sp3,Visual C++ 6.0英文版 课程设计 题目:哈夫曼编码器 院系: 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2014年1月2日 课程设计需求分析报告 一、分析问题和确定解决方案 1.分析问题 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(即可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统,为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编/译码系统。 2.确定解决方案 设计建立带权的哈夫曼树,确定哈夫曼树的类与成员函数,以及各函数之间的调用关系,采用动态数组的存储结构存储所需要的数据,通过不同的函数来实现编码,译码以及打印二进制编码、哈夫曼树,把不同的数据存入不同的txt文件中,通过主函数调用来实现功能检测。 3.输入的形式和输入值的范围 手动或者从文本中读入数据的形式初始化哈夫曼树,从键盘中或者文件中读入数据,以字母A-Z代表结点,以自然数代表权值,字符串提示使用者所要执行的操作。 4.输出的形式 在显示器界面上或者以文本的形式来实现程序调试的输出。 5.程序所能达到的功能 (1)初始化。手动输入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件WritehfmTree中,输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于WritehfmCode;从文本中读入字符,建立哈夫曼树存于ReadhfmTree, 输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于ReadhfmCode. (2)编码。手动输入一串大写英文字符,该字符存于WriteToBeTron中,对字符进行编码并将它存于WriteCodeFile中;从文件中读取字符编码并存于ReadCodeFile中。 (3)印代码文件。将文件ReadCodeFile以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。同时将 中南大学 数据结构课程设计报告 题目哈夫曼编译器 学生姓名 指导教师 学院信息科学与工程学院 专业班级计科1302 目录 实验要求 (3) 问题描述 (3) 问题解决方法 (3) 程序模块功能及流程图 (4) 调试与测试 (8) 测试结果 (9) 心得体会 (11) 源代码 (12) 一.实验要求 (1)从键盘读入字符集大小n , 以及n个字符和权值,建立哈夫曼树。 (2)利用已建好的哈夫曼树对文件正文进行编码,将结果存入相关文件中。 (3)利用已建好的哈夫曼树将编码文件中的代码进行译码,结果存入文件中。 (4)输出代码文件,以紧凑格式显示。 二.问题描述 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码。对于双向传输信息的信道,每端都需要一个完整的编译码系统。为这样的信息收发站编写哈夫曼编译系统。 哈夫曼树又称最优二叉树,构造的规则即给定n个权值不同的叶子节点,构造一棵二叉树,使二叉树的带权路径长度达到最小。具体做法即要使权值较大的结点离根节点较近,权值较小的结点离根节点较远。 三.问题解决方法 建立哈夫曼树时要进行多次选择,每次选择出权值最小和次小的两个节点,将两结点权值相加,作为新生成父节点的权值。并分别将其作为左、右孩子。再将父节点加入需选择的结点序列中,继续选择,直到将所有节点都选完为止,构成一颗哈夫曼树。每种字符对应一个节点,将每种字符的出现次数作为对应节点权值。 在编码过程中,较科学的方法是统计文章中每种字符出现的频率,并以其作为对应节点的权值,使出现频率较高的节点离根结点较近,从而使出现频率越高的字符所得的编码位数越少,这样做得到的编码结果是最简练的,也更有利于译码。 编码需从叶节点向上回溯,若叶节点为其父结点的左孩子,则编码为0,若为右孩子,则编码为1。然后将父节点作为下一轮循环的子节点,继续重复上述步骤,直至到达根节点为止,即得到初始叶节点对应的编码。 译码是编码的逆过程,所以译码只需读入编码位串,从根结点开始,若读到0,则走向左孩子,读到1,则走向右孩子。并将对应的子节点作为下一轮循环的叶节点,重复上述步骤,直至到达最终叶节点,该叶节点即为编码对应的节点。 XXX学院本科 数据结构课程设计总结报告 设计题目:实验一、哈夫曼编/ 译码器 学 生:系XXX 别:XXX 专业: XXX 班级: XXX 学号:XXX 指导教师:XXX XXX 2012 年 6 月21 日 xxx 学院 课程设计任务书 题目一、赫夫曼编译码器 专业、班级xxx 学号xxx xxx 主要容、基本要求、主要参考资料等: 1. 主要容利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码;在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(既可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/ 译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编/ 译码系统。 2. 基本要求 系统应具有以下功能: (1)C:编码(Coding)。对文件tobetrans 中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile 中,将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree 中(2)D:解码(Decoding )。利用已建好的哈夫曼树将文件codefile 中的代码进行译码,结果存入textfile 中。 (3)P:打印代码文件(Print )。将文件codefile 以紧凑格式显示在终端上,每行50 个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件codeprint 中。 (4)T:打印哈夫曼树(Tree Printing )。将已在存中的哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示在终端上,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint 中。3. 参考资料:数据结构(C 语言版)严蔚敏、吴伟民编著;数据结构标准教程胡 超、闫宝玉编著 完成期限:2012 年6 月21 日指导教师签名:课程负责人签名:、设计题目(任选其一) 实验一、哈夫曼编/ 译码器 二、实验目的 1 巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力; 2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解; 3 巩固构造赫夫曼树的算法; 2012 年 6 月21 日 哈夫曼树实验报告 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 计算机科学与技术学院数据结构实验报告 班级 2014级计算机1班学号姓名张建华成绩 实验项目简单哈夫曼编/译码的设计与实现实验日期一、实验目的 本实验的目的是进一步理解哈夫曼树的逻辑结构和存储结构,进一步提高使用理论知识指导解决实际问题的能力。 二、实验问题描述 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码,此实验即设计这样的一个简单编/码系统。系统应该具有如下的几个功能: 1、接收原始数据。 从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件中。 2、编码。 利用已建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件中读入),对文件中的正文进行编码,然后将结果存入文件中。 3、译码。 利用已建好的哈夫曼树将文件中的代码进行译码,结果存入文件中。 4、打印编码规则。 即字符与编码的一一对应关系。 5、打印哈夫曼树, 将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上。 三、实验步骤 1、实验问题分析 1、构造哈夫曼树时使用静态链表作为哈夫曼树的存储。 在构造哈夫曼树时,设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各结点的信息,根据二叉树的性质可知,具有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点,所以数组HuffNode的大小设置为2n-1,描述结点的数据类型为: Typedef strcut { Int weight;/*结点权值*/ Int parent; Int lchild; Int rchild; }HNodeType; 2、求哈夫曼编码时使用一维结构数组HuffCode作为哈夫曼编码信息的存储。 求哈夫曼编码,实质上就是在已建立的哈夫曼树中,从叶子结点开始,沿结点的双亲链域回退到根结点,没回退一步,就走过了哈夫曼树的一个分支,从而得到一位哈夫曼码值,由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路 计算机学院信管专业 数据结构课程设计 题目:哈夫曼树的应用班级: 姓名:学号: 同组人姓名: 起迄日期: 课程设计地点: 指导教师: 评阅意见: 成绩评定: 评阅人:日期: 完成日期:2012年12月 目录 一、需求分析 (3) 二、概要设计 (4) 三、详细设计 (6) 四、调试分析和测试结果 (7) 五、心得体会和总结 (10) 六、参考文献 (10) 七、附录 (11) 一、需求分析 (一)实验要求 要求用到数据结构课上学到的线性表的知识,所以就要充分而清晰的理解关于线性表的知识。 要求实现的基本功能很简单,只有删除和插入,增加功能也不过是加上修改。这些在数据结构课上已经讲过,只要能够理解关于线性表的几个相关的基本算法就可以了。 问题是将输入的信息保存入文件和从文件输出。这里基本是自学的内容,而且要考虑到是否要自行选择保存的磁盘。 综上,做这个课题,要具备的知识就是线性表的基本算法,文件的保存和读取算法,必要的C或者C++知识(本次我将使用C++实现),以及丰富的程序调适经验。 (二)实验任务 一个完整的系统应具有以下功能: 功能1.从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树并将它存于文件hfmTree中.将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上; 功能2.利用已经建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件htmTree中读入),对文件ToBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件CodeFile中,并输出结果,将文件CodeFile以紧凑格式先是在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrint中。 功能3.利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件TextFile中,并输出结果。 (三)实验步骤 分步实施: 1)初步完成总体设计,搭好框架,确定人机对话的界面,确定函数个数; 2)完成最低要求:完成功能1; 3)进一步要求:完成功能2和3。有兴趣的同学可以自己扩充系统功能。要求: 1)界面友好,函数功能要划分好 2)总体设计应画一流程图 3)程序要加必要的注释 4) 要提供程序测试方案 5)程序一定要经得起测试,宁可功能少一些,也要能运行起来,不能运行的程序是没有价值的。 电子科技大学 实验报告 课程名称:数据结构与算法 学生姓名:陈*浩 学号:************* 点名序号: *** 指导教师:钱** 实验地点:基础实验大楼 实验时间: 2014-2015-2学期 信息与软件工程学院 实验报告(二) 学生姓名:陈**浩学号:*************指导教师:钱** 实验地点:科研教学楼A508实验时间:一、实验室名称:软件实验室 二、实验项目名称:数据结构与算法—树 三、实验学时:4 四、实验原理: 霍夫曼编码(Huffman Coding)是一种编码方式,是一种用于无损数据压缩的熵编码(权编码)算法。1952年,David A. Huffman在麻省理工攻读博士时所发明的。 在计算机数据处理中,霍夫曼编码使用变长编码表对源符号(如文件中的一个字母)进行编码,其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的,出现机率高的字母使用较短的编码,反之出现机率低的则使用较长的编码,这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低,从而达到无损压缩数据的目的。 例如,在英文中,e的出现机率最高,而z的出现概率则最低。当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时,e极有可能用一个比特来表示,而z则可能花去25个比特(不是26)。用普通的表示方法时,每个英文字母均占用一个字节(byte),即8个比特。二者相比,e使用了一般编码的1/8的长度,z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算,就可以大幅度提高无损压缩的比例。 霍夫曼树又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度,就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度(若根结点为0层,叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数)。树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和,记为WPL=(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln),N个权值Wi(i=1,2,...n)构成一棵有N个叶结点的二叉树,相应的叶结点的路径长度为Li(i=1,2,...n)。 可以证明霍夫曼树的WPL是最小的。 湖南科技学院 数据结构课程设计报告课题: 霍夫曼编码 专业班级:信计1202 学号:201205001239 姓名:黄思琪 指导教师: 牛志毅 1 课程设计的目的和意义 在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术来节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视。哈夫曼编码正是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。 哈夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。 通常我们把数据压缩的过程称为编码,解压缩的过程称为解码。电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。但在信息传递时,总希望总长度尽可能最短,即采用最短码。 2.需求分析 课题:哈夫曼编码译码器系统 问题描述:打开一篇英文文章,统计该文章中每个字符出现的次数,然后以它们作为权值,对每一个字符进行编码,编码完成后再对其编码进行译码。问题补充:1. 从硬盘的一个文件里读出一段英语文章; 2. 统计这篇文章中的每个字符出现的次数; 3. 以字符出现字数作为权值,构建哈夫曼树 4. 对每个字符进行编码并将所编码写入文件然后对所编码进行破 译。 具体介绍:在本课题中,我们在硬盘D盘中预先建立一个xuzhimo.txt文档,在里面编辑一篇文章(大写)。然后运行程序,调用fileopen()函数读出该 文章,显示在界面;再调用tongji()函数对该文章的字符种类进行统计, 并对每个字符的出现次数进行统计,并且在界面上显示;然后以每个 字符出现次数作为权值,调用Create_huffmanTree()函数构建哈夫曼 树。然后调用Huffman_bianma()函数对哈夫曼树进行编码,调用 coding()函数将编码写入文件。 哈夫曼树实验报告 需求分析: 从终端读入一串字符,利用建立好的哈夫曼树对其进行编码,储存到文件当中去,然后从文件读入哈夫曼编码,针对每个字母对其进行译码,翻译为原来的信息。 二、概要设计 程序分为以下几个模块: 1、从终端读入字符集大小,n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,写入文件hfmTree中去。 2、对hfmTree进行编码,建立hfm编码表。 3、从文件ToTran读入信息,根据hfm编码表对其进行hfm编码,将编码后的信息写入文件Codefile 中去 4、对Codefile文件反向译码,结果储存在Textfile中去。 5、将建立的hfmTree打印在终端上,并储存于相应的Treeprint文件中去。 抽象的数据定义如下: 哈夫曼树结构 typedef struct //定义哈夫曼树的结构 { int weight; //权值 int parent; //双亲 int lchild; //左孩子 int rchild; //右孩子 }htnode,huffmantree[M+1]; 建立哈夫曼树 void crthuffmantree(huffmantree ht,int w[],int n) //初始化哈夫曼树 { int i,s1,s2,m; for(i=1;i<=n;i++) { ht[i].weight=w[i]; ht[i].parent=0; ht[i].lchild=0; ht[i].rchild=0; } m=2*n-1; for(i=n+1;i<=m;i++) { ht[i].weight=0; ht[i].parent=0; ht[i].lchild=0; ht[i].rchild=0; } for(i=n+1;i<=m;i++) { select(ht,i-1,&s1,&s2); ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight; ht[s1].parent=i; 数 据 结 构 课 程 设 计 哈弗曼编码程序说明书一、使用手册: 1、在字符里面输入字符(单个字符)以空格隔开,输入最大字符数量100; 2、输入完成后点击哈弗曼编码按钮,然后再右边的列表控件中显示出字符、权值以及相应的哈弗曼代码。 3、运行完一次后点击清空按钮。清空右边列表控件的内容,然后再测试下一组值。可以用delete键删除 二.可行性分析 通过对输入编辑框中的字符进行分型,通过最这个字符进行遍历,获得每个字母的重复次数。以此作为该字符的权值存入数组weight[]中,并与字符数组相对应,并将权值作为参数传入Status CHafumanDlg::HuffmanCoding(HuffmanTree &HT, HuffmanCode &HC, int *w, int n)中,利用对应的处理函数获得哈弗曼编码,最后输出在列表控件中。 二、概要设计 在vc++6.0中生成的改程序 1、建立基于对话框的程序,在类CHafumanDlg中添加构造哈弗曼树的代码; 2、向对话框中添加静态文本控件(caption改为字符);接着添加编辑框并关联String类型的关联变量m_zifu,还有两个按钮(caption 分别改为清空和哈弗曼代码)以及一个列表控件,并关联一个CLisrCtrl类型的变量m_list;然后分别为清空和哈弗曼编码按钮添加相应的响应函数 三、源代码 1构造哈弗曼树的代码 (1)// hafumanDlg.h : header file//头文件 // #if !defined(AFX_HAFUMANDLG_H__ACA655FF_81FF_452A_855C_32381C74 3BB5__INCLUDED_) #define AFX_HAFUMANDLG_H__ACA655FF_81FF_452A_855C_32381C743BB5__INC LUDED_ #if _MSC_VER > 1000 #pragma once #endif // _MSC_VER > 1000 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CHafumanDlg dialog #define ok 1 #define error 0 typedef int Status; typedef struct { unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild; }HTNode, *HuffmanTree;//动态分配数组存储赫夫曼树 typedef char * *HuffmanCode;//动态分配数组存储赫夫曼编码表 class CHafumanDlg : public CDialog { // Construction public: Status HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n); Status Select(HuffmanTree HT,int n,int &n1,int &n2); CHafumanDlg(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor }; (2)// hafumanDlg.cpp : implementation file // #include "stdafx.h" 闽江学院 课程设计说明书 题目:哈夫曼编译码器 院系:计算机科学系 专业班级:10软件工程 学号: 学生姓名: 指导教师: 2011年12 月30 日 课程设计需求分析报告 一、分析问题和确定解决方案 1.分析问题 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(即可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统,为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编/译码系统。 2.确定解决方案 设计建立带权的哈夫曼树,确定哈夫曼树的类与成员函数,以及各函数之间的调用关系,采用动态数组的存储结构存储所需要的数据,通过不同的函数来实现编码,译码以及打印二进制编码、哈夫曼树,把不同的数据存入不同的txt文件中,通过主函数调用来实现功能检测。 3.输入的形式和输入值的范围 手动或者从文本中读入数据的形式初始化哈夫曼树,从键盘中或者文件中读入数据,以字母A-Z代表结点,以自然数代表权值,字符串提示使用者所要执行的操作。 4.输出的形式 在显示器界面上或者以文本的形式来实现程序调试的输出。 5.程序所能达到的功能 (1)初始化。手动输入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件WritehfmTree中,输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于WritehfmCode;从文本中读入字符,建立哈夫曼树存于ReadhfmTree, 输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于ReadhfmCode. (2)编码。手动输入一串大写英文字符,该字符存于WriteToBeTron中,对字符进行编码并将它存于WriteCodeFile中;从文件中读取字符编码并存于ReadCodeFile中。 (3)译码。先初始化默认哈夫曼树,手动输入二进制代码进行译码存于WriteTextFile中; 数据结构实验报告 实验名称:实验三哈夫曼树 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期: 程序分析: 存储结构:二叉树 程序流程: template 2.获得输入字符串的第一个字符,并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链 表中字符的个数) 3.从字符串第2个字符开始,逐个取出字符串中的字符 将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较,如果当前取出的 字符与链表中已经存在的某个字符相同,则链表中该字符的权值加1。 如果当前取出的字符与链表中已经存在的字符都不相同,则将其加入到 链表尾部,同时n++ =n(tSize记录链表中字符总数,即哈夫曼树中叶子节点总数) 5.创建哈夫曼树 6.销毁链表 源代码: void HuffmanTree::Init(string Input) { Node *front=new Node; 建哈夫曼树(void HuffmanTree::CreateCodeTable(Node *p)) 算法伪代码: 1.创建一个长度为2*tSize-1的三叉链表 2.将存储字符及其权值的链表中的字符逐个写入三叉链表的前tSize个结点 的data域,并将对应结点的孩子域和双亲域赋为空 3.从三叉链表的第tSize个结点开始,i=tSize 3.1从存储字符及其权值的链表中取出两个权值最小的结点x,y,记录其 下标x,y。 3.2将下标为x和y的哈夫曼树的结点的双亲设置为第i个结点 3.3将下标为x的结点设置为i结点的左孩子,将下标为y的结点设置为 i结点的右孩子,i结点的权值为x结点的权值加上y结点的权值,i 结点的双亲设置为空 4. 根据哈夫曼树创建编码表 数据结构课程设计设计题目:哈夫曼树编码译码 目录 第一章需求分析 (1) 第二章设计要求 (1) 第三章概要设计 (2) (1)其主要流程图如图1-1所示。 (3) (2)设计包含的几个方面 (4) 第四章详细设计 (4) (1)①哈夫曼树的存储结构描述为: (4) (2)哈弗曼编码 (5) (3)哈弗曼译码 (7) (4)主函数 (8) (5)显示部分源程序: (8) 第五章调试结果 (10) 第六章心得体会 (12) 第七章参考文献 (12) 附录: (12) 在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视,哈夫曼编码正是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。哈夫曼编码是一种编码方式,以哈夫曼树—即最优二叉树,带权路径长度最小的二叉树,经常应用于数据压缩。哈弗曼编码使用一张特殊的编码表将源字符(例如某文件中的一个符号)进行编码。这张编码表的特殊之处在于,它是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的(出现概率高的字符使用较短的编码,反之出现概率低的则使用较长的编码,这便使编码之后的字符串的平均期望长度降低,从而达到无损压缩数据的目的)。哈夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个叶子对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。哈弗曼译码输入字符串可以把它编译成二进制代码,输入二进制代码时可以编译成字符串。 第二章设计要求 对输入的一串电文字符实现哈夫曼编码,再对哈夫曼编码生成的代码串进行译码,输出电文字符串。通常我们把数据压缩的过程称为编码,解压缩的过程称为解码。电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。但在信息传递时,总希望总长度能尽可能短,即采用最短码。假设每种字符在电文中出现的次数为Wi,编码长度为Li,电文中有n种字符,则电文编码总长度为∑WiLi。若将此对应到二叉树上,Wi为叶结点的权,Li为根结点到叶结点的路径长度。那么,∑WiLi 恰好为二叉树上带权路径长度。因此,设计电文总长最短的二进制前缀编码,就是以n种字符出现的频率作权,构造一棵哈夫曼树,此构造过程称为哈夫曼编码。设计实现的功能: (1) 哈夫曼树的建立; (2) 哈夫曼编码的生成; (3) 编码文件的译码。数据结构课程设计-哈夫曼树
数据结构课程设计(哈夫曼编码)
霍夫曼树实验报告
哈夫曼树课程设计论文
数据结构课程设计哈夫曼编码
哈夫曼树的实验报告1
哈夫曼编译码器课程设计报告完整版
哈夫曼树课程设计报告(DOC)
数据结构课程设计 哈夫曼编译器
哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)
哈夫曼树实验报告
数据结构课程设计实验报告哈夫曼树的应用
哈夫曼树及其操作-数据结构实验报告(2)
哈夫曼编码课程设计报告
哈夫曼树实验报告(付原C语言程序)
哈夫曼树课程设计
哈夫曼树课程设计报告
哈夫曼树实验报告
哈夫曼树编码译码实验报告