哈夫曼编码译码器课程设计报告 中英文界面

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huffman哈夫曼树编码译码课程设计报告

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数据结构课程设计信息科学与工程学院:学院计算机科学与技术专业:1601 计卓级:班号:学:学生姓名指导教师:23/ 1年月日题目名称一、实验内容哈夫曼编码译码系统【问题描述】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。

试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。

【基本要求】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,建立哈夫曼树。

2)编码。

利用已建好的哈夫曼树对输入英文进行编码,编码结果存储在数组中。

3)译码。

利用已建好的哈夫曼树将数组中的代码进行译码,结果存入一个字符数组。

4)输出编码。

将编码结果显示在终端上,每行50个代码。

5)输出哈夫曼树。

将哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示出来。

【实现提示】用户界面可以设计为“菜单”方式,再加上一个“退出”功能。

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“退出”为止。

参考教材P240-246【选做内容】将哈夫曼树保存到文件中,编码和译码的结果也分别存放在两个文本文件中。

23/ 2二、数据结构设计储存结构struct HNodeType {//字符结构体类型int weight;//权int parent;//双亲位置int lchild;//左孩子int rchild;//右孩子char inf;// 字符};struct HcodeType {存储编码int bit[MaxBit];// int start;// 起始位置};三、算法设计1、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。

哈夫曼编码译码器课程设计

哈夫曼编码译码器课程设计

哈夫曼编码译码器课程设计1.哈夫曼编码是一种有效的数据压缩算法,通过将最常用的字符编码为较短的比特串,最大限度地减少了存储空间。

本文档介绍一个哈夫曼编码译码器的设计和实现,该译码器可以实现从原始文本到哈夫曼编码的转换,并且可以从哈夫曼编码还原出原始文本。

2. 设计和实现本译码器的开发采用Python语言,主要分为两部分:哈夫曼编码和译码两部分。

2.1 哈夫曼编码哈夫曼编码的过程主要分为两步:1.统计每个字符出现的频率,并生成一个频率表。

2.根据频率表生成哈夫曼树,并生成相应的编码表。

以下是用于生成哈夫曼编码的Python代码:import heapqfrom collections import defaultdictclass Node:def__init__(self, freq, char=None, left=None, right=None): self.freq = freqself.char = charself.left = leftself.right = rightdef__lt__(self, other):return self.freq < other.freqdef__eq__(self, other):return self.freq == other.freqdef build_tree(data):freq = defaultdict(int)for char in data:freq[char] +=1q = [Node(freq[char], char) for char in freq]heapq.heapify(q)while len(q) >1:left = heapq.heappop(q)right = heapq.heappop(q)parent = Node(left.freq + right.freq, left.char + right.char, l eft, right)heapq.heappush(q, parent)return q[0]def generate_codes(node, current_code='', codes={}):if node is None:returnif node.char is not None:codes[node.char] = current_codegenerate_codes(node.left, current_code +'0', codes)generate_codes(node.right, current_code +'1', codes)return codes通过调用build_tree()函数来生成哈夫曼树,并调用generate_codes()函数来生成编码表。

课程设计报告哈夫曼编码

课程设计报告哈夫曼编码

课程设计题目哈夫曼编码学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级姓名指导教师2010 年07 月02 日课程设计任务书学生姓名:拉巴珠久专业班级:计算机0806 指导教师:姚寒冰工作单位:计算机科学系题目: 哈夫曼编码初始条件:输入一段英文字符,试为该文中的每个字符编制相应的哈夫曼码。

(1)I:初始化(Initialization)。

对输入的一段英文中的每个字符统计其权值,建立哈夫曼树;(2)E:编码(Encoding)。

利用已建好的哈夫曼树,对每个字符进行编码。

(3)D:译码(Decoding)。

利用已建好的每个编码,对输入的一个由0、1组成的序列进行译码;(4)P:印代码文件(Print)。

将每个字符编的哈夫曼码和译码结果显示在终端上。

测试用例见题集p149。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印(书写),并应包含如下内容:1、问题描述简述题目要解决的问题是什么。

2、设计存储结构设计、主要算法设计(用类C语言或用框图描述)、测试用例设计;3、调试报告调试过程中遇到的问题是如何解决的;对设计和编码的讨论和分析。

4、经验和体会(包括对算法改进的设想)5、附源程序清单和运行结果。

源程序要加注释。

如果题目规定了测试数据,则运行结果要包含这些测试数据和运行输出,6、设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝;若有雷同,则所有雷同者成绩均为0分。

时间安排:1、第18周(6月28日至7月2日)完成。

2、7月2 日08:30到计算中心检查程序、交课程设计报告、源程序(CD盘)。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1 设计题目....................... 错误!未定义书签。

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

3.1数据结构设计................ 错误!未定义书签。

哈夫曼编码译码器---课程设计报告.docx

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目录目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (2)1 程的目的和意⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32 需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43 概要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.85 分析和果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.11 6⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯127致⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯138附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..201课程设计目的与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。

作为计算机专业的学生,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。

数据结构 哈夫曼树编码译码 课程设计 实验报告

数据结构 哈夫曼树编码译码 课程设计 实验报告

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。

哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)

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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 XXX2012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 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:2012年6月21 日指导教师签名:课程负责人签名:2012年 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。

哈夫曼编码译码课程设计报告

哈夫曼编码译码课程设计报告《数据结构》课程设计——赫夫曼编码/译码器设计指导教师:李文书、周维达班级:10电信实验班学号:Q10600132姓名:王彬彬一、实验目的1、提高分析问题、解决问题的能力,进一步巩固数据结构各种原理与方法。

2、熟悉掌握一门计算机语言,能够进行数据算法设计。

二、实验原理哈夫曼编\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。

主要流程图如下:三、实验步骤1:写好流程图,设计实验方案。

2: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,建立哈夫曼树,并将它存于文件HuofumanTree中。

3:编码。

利用已建好的哈夫曼树,对文件ToBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件CodeFile中。

4: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。

5: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。

6:印哈夫曼树(Treeprinting).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,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint 中。

具体函数如下:1:Initialization() 初始化2:Encoding() 编码3:Decoding() 译码4:Print_file() 打印代码文件5:search(k,j,p) 搜索二叉树6:Print_tree() 打印二叉树7:menu() 主菜单9:main() 主函数四、实验结果与分析(1)大致个人测试案例:主界面:。

哈夫曼编码译码器实验报告

哈夫曼编码译码器实验报告实验名称:哈夫曼编码译码器实验一、实验目的:1.了解哈夫曼编码的原理和应用。

2.实现一个哈夫曼编码的编码和译码器。

3.掌握哈夫曼编码的编码和译码过程。

二、实验原理:哈夫曼编码是一种常用的可变长度编码,用于将字符映射到二进制编码。

根据字符出现的频率,建立一个哈夫曼树,出现频率高的字符编码短,出现频率低的字符编码长。

编码过程中,根据已建立的哈夫曼树,将字符替换为对应的二进制编码。

译码过程中,根据已建立的哈夫曼树,将二进制编码替换为对应的字符。

三、实验步骤:1.构建一个哈夫曼树,根据字符出现的频率排序。

频率高的字符在左子树,频率低的字符在右子树。

2.根据建立的哈夫曼树,生成字符对应的编码表,包括字符和对应的二进制编码。

3.输入一个字符串,根据编码表将字符串编码为二进制序列。

4.输入一个二进制序列,根据编码表将二进制序列译码为字符串。

5.比较编码前后字符串的内容,确保译码正确性。

四、实验结果:1.构建哈夫曼树:-字符出现频率:A(2),B(5),C(1),D(3),E(1) -构建的哈夫曼树如下:12/\/\69/\/\3345/\/\/\/\ABCDE2.生成编码表:-A:00-B:01-C:100-D:101-E:1103.编码过程:4.译码过程:5.比较编码前后字符串的内容,结果正确。

五、实验总结:通过本次实验,我了解了哈夫曼编码的原理和应用,并且实现了一个简单的哈夫曼编码的编码和译码器。

在实验过程中,我充分运用了数据结构中的树的知识,构建了一个哈夫曼树,并生成了编码表。

通过编码和译码过程,我进一步巩固了对树的遍历和节点查找的理解。

实验结果表明,本次哈夫曼编码的编码和译码过程正确无误。

在实验的过程中,我发现哈夫曼编码对于频率较高的字符具有较短的编码,从而实现了对字符串的高效压缩。

同时,哈夫曼编码还可以应用于数据传输和存储中,提高数据的传输效率和存储空间的利用率。

通过本次实验,我不仅掌握了哈夫曼编码的编码和译码过程,还深入了解了其实现原理和应用场景,加深了对数据结构和算法的理解和应用能力。

huffman哈夫曼树编码译码课程设计报告

数据结构课程设计信息科学与工程学院:学院计算机科学与技术专业:1601 计卓级:班号:学:学生姓名指导教师:23/ 1年月日题目名称一、实验内容哈夫曼编码译码系统【问题描述】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。

试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。

【基本要求】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,建立哈夫曼树。

2)编码。

利用已建好的哈夫曼树对输入英文进行编码,编码结果存储在数组中。

3)译码。

利用已建好的哈夫曼树将数组中的代码进行译码,结果存入一个字符数组。

4)输出编码。

将编码结果显示在终端上,每行50个代码。

5)输出哈夫曼树。

将哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示出来。

【实现提示】用户界面可以设计为“菜单”方式,再加上一个“退出”功能。

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“退出”为止。

参考教材P240-246【选做内容】将哈夫曼树保存到文件中,编码和译码的结果也分别存放在两个文本文件中。

23/ 2二、数据结构设计储存结构struct HNodeType {//字符结构体类型int weight;//权int parent;//双亲位置int lchild;//左孩子int rchild;//右孩子char inf;// 字符};struct HcodeType {存储编码int bit[MaxBit];// int start;// 起始位置};三、算法设计1、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。

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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:XXX系别:XXX专业:XXX班级:XXX学号:XXX指导教师:XXX XXX2012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:2012年 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。

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专业班级:信息06102班学号:200616020208姓名:李宇光指导教师: 屠添翼目录目录 (1)1 课程设计的目的和意义 (2)2 需求分析 (3)3 系统(项目)设计 (5)①设计思路及方案 (5)②模块的设计及介绍 (5)③主要模块程序流程图 (8)4 系统实现 (11)①主调函数 (12)②建立HuffmanTree (12)③生成Huffman编码并写入文件 (15)④电文译码 (16)5 系统调试 (17)参考文献 (20)附录源程序 (21)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。

作为信息管理专业的学生,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。

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,并将哈夫曼树的存储结构的初态和终态进行输出;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E盘中预先建立一个file1.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jsq()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ChuffmanTree()函数构建哈夫曼树;并调用print1()和print2()函数将哈夫曼的存储结构的初态和终态进行输出。

然后调用HuffmanEncoding()函数对哈夫曼树进行编码,调用coding()函数将编码写入文件;再调用decode()对编码进行译码,再输出至界面。

至此,整个工作就完成了。

测试数据:例如从文本中读到文章为:IAMASTUDENT。

则效果如下:IAMASTUDENT--------------------------------------HuffmanTree的初态:2 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 02 0 0 01 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0- 0 0 0--------------------------------------字符A次数:2字符D次数:1字符E次数:1字符I 次数:1字符M次数:1字符N 次数:1字符S 次数:1字符T次数:2字符U次数:1--------------------------------------HuffmanTree的终态:2 13 0 01 10 0 01 10 0 01 11 0 01 11 0 01 12 0 01 12 0 02 14 0 01 13 0 02 14 2 32 15 4 52 15 6 73 16 9 14 16 8 104 17 11 127 17 13 1411 0 15 16--------------------------------------译码后的字符串:IAMASTUDENT********************************************************** Press any key to continue3 系统(项目)设计(1)设计思路及方案本课题是用最优二叉树即哈夫曼树来实现哈夫曼编码译码器的功能。

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(W1*L1)+(W2*L2)+…+(Wi*Li)。

若将此对应到二叉树上,Wi为叶结点,Li为根结点到叶结点的路径长度。

那么,(W1*L1)+(W2*L2)+…+(Wi*Li)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。

该系统将实现以下几大功能:从硬盘读取字符串,建立哈夫曼树,输出哈夫曼树的存储结构的初态和终态,输出各种字符出现的次数以及哈夫曼编码的译码等。

(2)模块的设计及介绍①从硬盘读取字符串fileopen(参数){实现命令;打印输出;}②建立HuffmanTree通过三个函数来实现:void select(参数){初始化;for{接受命令;处理命令;}说明:在ht[1....k]中选择parent为0且权值最小的两个根结点的算法int jsq(参数){初始化;for{接受命令;处理命令;}}说明:统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类void ChuffmanTree(){初始化;for{接受命令;处理命令;}输出字符统计情况;}说明:构造哈夫曼树③输出哈夫曼树的存储结构的初态和终态分别调用print1()和print2()来实现void print1(参数){初始化;输出初态;说明:输出哈夫曼树的初态void print2(参数){for{输出终态;}}说明:输出哈夫曼树的终态④哈夫曼编码和译码void HuffmanEncoding(参数) {定义变量;{处理命令;}}说明:哈夫曼编码char*decode(参数){定义变量;while{接受命令;处理命令;}}说明:哈夫曼译码(3)主要模块程序流程图下面介绍三个主要的程序模块流程图:①主函数流程图:图3.1流程图注释:该图比较简单,主要是调用各个函数模块,首先代开已经存在的文件,然后统计总的字符数以及出现的各个字符和频率。

然后才开始建立哈夫曼树,接着在哈夫曼树的基础上对其进行编码,编码之后才是译码。

最后输出结束。

②构造哈夫曼树:图3.2流程图注释:该图是表示构造哈夫曼树的过程。

首先输入num个叶结点的权值,当i=num是循环结束。

然后进行哈夫曼树的构建,当i=2*num-1是循环结束。

最后输出所得到的字符统计情况。

③哈夫曼编码:图3.3流程图解释:该流程图表四哈夫曼编码情况。

首先初始化,Cd[--start]=0,start=num。

然后进行编码,使用了一个三目运算符。

cd[--start]=(T[p].lchild==c) ? '0' : '1',即当cd[--start]=T[p].lchild= =c时,cd[--start]=0;当cd[--start]=T[p].lchild!= =c时,cd[--start]=1。

这个编码循环一直到i=num时结束。

4 系统实现各模块关键代码及算法的解释:①主调函数代码解释:这是main函数里的各个函数调用情况。

fileopen(string); //从硬盘中读取文件num=jsq(string,cnt,str); //统计字符种类及各类字符出现的频率DhuffmanTree(HT,cnt,str);printf("HuffmanTree的初态:\n");print1(HT); //输出哈夫曼树的初态ChuffmanTree(HT,HC,cnt,str);//建立哈夫曼树HuffmanEncoding(HT,HC); //生成哈夫曼编码printf("HuffmanTree的终态:\n");print2(HT); //输出哈夫曼树的终态s=decode(HC); //读编码文件译码printf("译码后的字符串:\n");printf("%s\n",s); //输出译码后的字符串②建立HuffmanTree代码解释:该函数为在ht[1....k]中选择parent为0且权值最小的两个根结点的算法,其序号为s1和s2。

void select(HuffmanTree T,int k,int &s1,int &s2){int i,j;int min1=101;for(i=1;i<=k;i++)if(T[i].weight<min1 &&T[i].parent==0){j=i;min1=T[i].weight;}s1=j;min1=32767;for (i=1;i<=k;i++)if(T[i].weight<min1 && T[i].parent==0 && i!=s1){j=i;min1=T[i].weight;}s2=j;}代码解释:下面函数用来统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类。

当字符在A和Z之间时即被计数,并用str[j]保存字母到数组中,用cnt[j]统计每种字符个数。

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