东华理工大学C++课程设计(哈夫曼树)
建立huffman树课程设计
建立huffman树课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解霍夫曼编码的基本概念，掌握霍夫曼树的结构特点及其构建过程。
2. 学生能够运用霍夫曼编码进行数据压缩，并理解其在信息传输中的应用。
3. 学生掌握霍夫曼树与贪心算法之间的关系，了解贪心算法在霍夫曼树构建中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立构建霍夫曼树，并运用其进行数据压缩和解压缩。
2. 学生通过实际案例，学会运用霍夫曼编码解决实际问题，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对数据结构和算法的兴趣，认识到编程解决问题的实际意义。
2. 学生在团队协作中，培养沟通、合作能力，增强集体荣誉感。
3. 学生通过学习霍夫曼编码，认识到信息科技在生活中的广泛应用，激发对科技创新的热情。
课程性质：本课程为计算机科学领域的数据结构与算法内容，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的编程基础和信息素养，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，注重引导学生发现问题和解决问题，鼓励学生进行团队合作，提高学生的编程能力和实际应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，为培养创新型人才奠定基础。
二、教学内容1. 引言：介绍数据压缩的概念和重要性，引入霍夫曼编码及其在数据压缩中的应用。
相关教材章节：第3章 数据结构与算法，第2节 数据压缩技术。
2. 理论知识：a) 霍夫曼编码的基本原理和算法步骤。
b) 霍夫曼树的结构特点及其构建方法。
c) 贪心算法在霍夫曼树构建中的应用。
相关教材章节：第3章 数据结构与算法，第2节 数据压缩技术；第4章 算法设计与分析，第3节 贪心算法。
3. 实践操作：a) 手动构建霍夫曼树，进行数据压缩和解压缩。
b) 编程实现霍夫曼编码和译码过程。
c) 分析实际案例，运用霍夫曼编码解决数据压缩问题。
相关教材章节：第3章 数据结构与算法，第2节 数据压缩技术；第6章 编程实践，第1节 算法实现。
数据结构(C语言版)实验报告(哈夫曼树)
《数据结构与算法》实验报告一、需求分析1.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(复原)。
对于双工通道（及可以双向传输信息的通道），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，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。
（2）E：编码（Encoding）。
利用已建好的哈夫曼树（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）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）显示出，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。
3.测试数据（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哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”。
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，哈夫曼树已经在内存了，不必再读入。
东华大学c语言课程设计
东华大学c语言课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握C语言的基本语法、数据结构、算法和编程思想，培养学生独立编程和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握C语言的基本语法、关键字、数据类型、运算符、控制结构、函数等基本概念。
2.技能目标：学生能够熟练使用C语言进行程序设计，掌握常用的调试技巧，能够独立解决编程过程中遇到的问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对计算机科学的兴趣和热情，提高学生自主学习、合作交流的能力，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括C语言的基本语法、数据结构、算法和编程思想。
具体安排如下：1.C语言基本语法：介绍C语言的基本数据类型、运算符、控制结构、函数等。
2.数据结构：讲解数组、链表、栈、队列等基本数据结构及其应用。
3.算法：介绍常用的排序算法、查找算法、递归算法等。
4.编程思想：培养学生面向对象编程的思想，讲解面向对象编程的基本概念和方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：教师通过讲解、演示、举例等方式，向学生传授C语言的基本知识和编程技巧。
2.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生主动思考、提问，培养学生的合作交流能力。
3.案例分析法：分析典型的编程案例，让学生学会分析问题、解决问题的方法。
4.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，巩固所学知识，提高编程能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本适合学生水平的C语言教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供一些有关C语言编程的参考书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备计算机、网络等实验设备，为学生提供实践编程的环境。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
c语言 哈夫曼树哈夫曼编码
c语言哈夫曼树哈夫曼编码哈夫曼树（Huffman Tree）和哈夫曼编码（Huffman Coding）是由戴维·哈夫曼在1952年为数据压缩应用而发明的。
哈夫曼编码是一种前缀编码，即任何字符的编码都不是另一个字符的编码的前缀。
在编码学中，哈夫曼编码是一种可变长度编码，其中较常见或较频繁的字符使用较短的编码，而较少见或较不频繁的字符使用较长的编码。
这种编码是由哈夫曼树生成的，哈夫曼树是一种特殊的二叉树，其每个节点的权重等于其左子树和右子树的权重之和。
在C语言中实现哈夫曼树和哈夫曼编码可能涉及以下步骤：1、定义哈夫曼树的节点结构。
每个节点可能包括字符，权重（或频率），以及左孩子和右孩子的指针。
ctypedef struct huffman_node {char character;unsigned int frequency;struct huffman_node *left, *right;} huffman_node;2、创建哈夫曼树。
首先，你需要计算每个字符的频率，然后根据这些频率创建一个哈夫曼树。
这个过程可能涉及使用优先队列（最小堆）来找出频率最小的两个节点，然后将它们合并为一个新的节点，新节点的频率是这两个节点的频率之和。
然后，将新节点放回队列中，重复这个过程直到队列中只剩下一个节点，这个节点就是你的哈夫曼树的根节点。
3、使用哈夫曼树生成哈夫曼编码。
从根节点开始，对于每个字符，左子树代表0，右子树代表1。
你可以遍历哈夫曼树，为每个字符生成其对应的哈夫曼编码。
4、实现解码。
给定一个哈夫曼编码，你可以通过遍历哈夫曼树来解码它。
对于每个位，如果是0，你跟随左子树，如果是1，你跟随右子树。
当你到达一个叶节点时，你就找到了对应的字符。
以上只是一个大致的步骤，具体的实现可能会根据你的需求和具体情况有所不同。
数据结构课程设计_哈夫曼树
数据结构课程设计_哈夫曼树哈夫曼树是数据结构课程设计中的一个重要内容，它是一种用于编码和压缩数据的树形结构。
在这篇文章中，我们将深入探讨哈夫曼树的原理、应用以及实现方法。
一、哈夫曼树的原理哈夫曼树是一种特殊的二叉树，它的构建依赖于哈夫曼编码的思想。
哈夫曼编码是一种变长编码方式，通过将频率较高的字符用较短的编码表示，而频率较低的字符用较长的编码表示，从而实现数据的高效压缩。
构建哈夫曼树的过程如下：1. 首先，将待编码的字符按照出现频率从小到大进行排序。
2. 然后，取出频率最小的两个字符，将它们作为叶子节点构建一个新的二叉树，该树的根节点的权值为这两个字符的频率之和。
3. 将新构建的二叉树插入到原有的字符列表中，并重新进行排序。
4. 重复步骤2和步骤3，直到只剩下一个根节点的二叉树为止，该树就是哈夫曼树。
二、哈夫曼树的应用哈夫曼树在数据压缩和编码中有着广泛的应用。
由于哈夫曼编码能够将频率较高的字符用较短的编码表示，从而减少了数据的存储空间，因此在文件压缩、图像压缩等领域被广泛应用。
在文件压缩中，哈夫曼树可以根据文件中字符的出现频率构建出一个最优的编码表，将文件中的字符替换为对应的哈夫曼编码，从而实现文件的高效压缩。
解压缩时，只需要根据哈夫曼编码表将编码还原为原始字符，即可恢复文件的原始内容。
在图像压缩中，哈夫曼树可以根据图像中像素值的出现频率构建出一个最优的编码表，将像素值替换为对应的哈夫曼编码，从而实现图像的高效压缩。
解压缩时，只需要根据哈夫曼编码表将编码还原为原始像素值，即可恢复图像的原始内容。
三、哈夫曼树的实现方法哈夫曼树的实现方法有多种，其中一种常见的方法是使用优先队列（也称为最小堆）来实现。
优先队列是一种特殊的队列，它的每个元素都有一个优先级，优先级高的元素先出队。
在构建哈夫曼树时，我们可以将字符和对应的频率作为优先队列中的元素，根据频率的大小来确定优先级。
每次从优先队列中取出两个频率最小的字符，将它们作为叶子节点构建一个新的二叉树，并将该二叉树的根节点插入到优先队列中。
哈夫曼树课程设计报告c语言
哈夫曼树课程设计报告c语言哈夫曼树是广泛应用于数据压缩和编码的一种数据结构。
在计算机科学中，哈夫曼编码是一种无损的压缩算法，它基于使用较少的位数来表示频繁出现的字符，从而达到节省空间的目的。
本篇文章将围绕哈夫曼树的课程设计报告进行阐述，帮助读者更加深入地理解和应用哈夫曼树。
首先，我们需要了解哈夫曼树的基本概念和算法。
哈夫曼树是一种二叉树，它的每个节点都表示一个字符和它出现的频率。
哈夫曼树的算法主要是通过构建最小权重树来实现，即将输入的字符按照出现的频率进行排序，然后选择出现频率最小的两个字符，将它们合并成一个节点。
这个新节点的权重就是两个字符的权重之和。
继续将这个新节点与下一个最小频率字符继续合并，直到所有字符合并成一个节点。
最终形成的二叉树就是哈夫曼树。
接下来，我们需要学习如何在C语言中实现哈夫曼树。
在实现过程中，我们需要定义一个结构体来表示哈夫曼树节点。
这个结构体包含两个成员：字符和出现的频率。
同时，我们需要定义一个优先队列来存储字符节点和它们的权重。
在优先队列中，我们需要实现一些基本操作，比如插入、删除和取出队首元素等等。
通过这些操作，我们就可以按照字符频率构建出哈夫曼树。
最后，我们需要实现哈夫曼编码的功能。
在哈夫曼编码中，我们需要定义一个数组来存储每个字符的编码。
这个数组的索引是字符的ASCII码，它的值是该字符的哈夫曼编码。
在对输入字符串进行编码时，我们从哈夫曼树的根节点开始，按照左右子树的方向进行编码。
当遇到叶子节点时，我们就将编码添加到输出字符串中。
最终，我们就可以完成对字符串的压缩和解压。
综上所述，哈夫曼树是一种非常有用的数据结构，它在数据压缩和加密领域都有广泛的应用。
通过本篇文章的介绍，希望读者们能够更加深入地理解哈夫曼树的基本概念和实现方法。
在学习过程中，读者们也可以尝试自己动手实现哈夫曼树，并应用到实际的项目中，提高自己的编程能力。
东华大学c语言课程设计
东华大学c语言课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握C语言的基本语法和程序结构，包括变量声明、数据类型、运算符、控制语句等。
2. 理解函数的定义与调用，能够编写简单的自定义函数，并进行参数传递。
3. 了解数组、指针和字符串的使用，能够运用它们进行数据操作和存储。
4. 掌握基本的文件操作，如文件的打开、读写和关闭。
技能目标：1. 能够使用C语言编写简单的程序，解决问题并进行调试。
2. 能够运用逻辑思维和算法设计，解决基本的算法问题。
3. 能够分析并优化代码，提高程序的执行效率。
4. 能够通过编写代码，实现数据的存储和提取，进行文件操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对编程的兴趣，激发学习编程的热情。
2. 培养学生的逻辑思维和问题解决能力，增强自信心。
3. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同解决问题。
4. 培养学生注重程序规范和代码质量，养成良好的编程习惯。
课程性质：本课程为东华大学计算机科学与技术专业的学科基础课，旨在让学生掌握C语言的基本知识和编程技能。
学生特点：学生具备一定的计算机基础，对编程有一定了解，但可能缺乏深入理解和实践经验。
教学要求：结合学生特点，通过理论讲解、案例分析和实践操作，使学生在掌握C语言知识的同时，提高编程能力和问题解决能力。
教学过程中注重培养学生的实际操作能力和创新思维，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. C语言概述：介绍C语言的发展历程、特点和应用领域，使学生了解C语言的重要性和学习价值。
相关教材章节：第一章 C语言概述2. 数据类型、运算符与表达式：讲解基本数据类型、变量声明与赋值，各类运算符的使用及表达式求值。
相关教材章节：第二章 数据类型与表达式3. 控制语句：介绍顺序结构、选择结构（if-else）、循环结构（for、while、do-while），以及跳转语句（break、continue、goto）。
相关教材章节：第三章 控制语句4. 函数：讲解函数的定义、调用、参数传递、返回值，以及递归函数。
哈夫曼树的课程设计报告
数据结构与算法课程设计报告书题目：哈夫曼编码/译码器班级：学号：1109121105姓名：田欢指导教师：龚丹周期：2011-12-19至2011-12-23成绩：年月日一、课程设计的目的与要求（一）课程设计目的与任务（参考已发文档自行编辑，但不少于100字）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。
利用哈夫曼树编码问题基本原理的应用，撑握对树的不同存储结构的定义和算法描述。
学会构造哈夫曼树和哈夫曼编码等主要算法。
（二）题目要求1) 将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt，位于执行程序的当前目录中)2) 分别采用动态和静态存储结构3) 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；4) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；5) 输出编码；6) 设字符集及频度如下表：字符空格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 1二、设计正文1 系统分析（1）定义一个变量名为HTNode的结构体，用该结构体中的char data、int weight、int parent、int lchild、int rchild分别表示哈夫曼树中每个结点的权值、权重、双亲结点、左孩子、右孩子，再定义一个HTNode类型的数组ht[30]存放哈夫曼树；另外定义一个变量名为HCode的结构体，采用HCode类型变量的cd[start]~cd[n]存放当前结点的哈夫曼编码、最后定义一个HCode类型的数组hcd[30]的数组用于存放当前叶子结点ht[i]的哈夫曼编码。
（2）编写CodeInput(n,ht)函数并在函数中设置一个for(i=0;n;++)循环，首先输入n个字符，再利用函数中的for(i=0;<n;++)循环实现对这n个字符的权值的输入。
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《数据结构与算法设计》课程设计报告题目：哈夫曼树及其应用学生姓名：刘信宏学号： ************班级： 1121808指导教师：**2013年1 月11 日数据结构课程设计任务书使用班级：1121805-8/1121813-16/1121821-22使用时间：2012-2013学年第1学期一、课程设计目的本课程设计的目的考察学生对常见数据结构及相关算法的综合应用能力，达到理论与实际应用相结合，使同学们能够根据数据对象的特性，学会数据组织的方法，解决实际问题中数据的合理存储表示，并根据相应的存储结构设计效率较高的算法实现对问题的求解；通过此次课程设计进一步培养学生良好的程序设计技巧和分析问题解决问题的能力。
二、课程设计题目哈夫曼树及其应用设计目的：熟悉树的各种存储结构及其特点。
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。
设计内容：欲发一封内容为AABBCAB ……(共长100 字符,其中:A 、B 、C 、D 、E 、F分别有7 、9 、12 、22 、23、27个)的电报报文,实现哈夫曼编码和译码。
设计要求：分析系统需求。
建立哈夫曼树。
进行哈夫曼编码,并求出平均编码长度。
译码。
对编码好的内容进行译码。
三、课程设计要求：1、每人一题，且需独立完成。
2、每人的设计程序必须为可执行的exe文件，且需指导教师验收合格。
学生程序必须在课程设计的最后一天交由指导教师验收合格。
过期不再验收程序，如程序验收不合格或在规定时间内未经指导教师验收，则视为该生程序没有完成。
3、每人必须在规定时间内到机房做程序，指导老师将严格考勤，上机期间严禁做与课程设计无关的事情。
指导教师将随时抽查。
4、每人必须撰写课程设计报告并上交纸质稿（格式附后）。
5、上交材料包括课程设计报告电子稿和程序代码电子稿（每位同学先建立一个文件夹，取名规则为“学号姓名”，文件夹里存放上交电子内容，分别是“学号+姓名+报告”和“学号+姓名+程序”，每班取一文件夹名，取名规则为班级号，内放该班同学上交内容，每班学习委员统一收齐后拷贝给指导老师。
特别注意，上交的程序必须是在相应的编程环境下存在的源程序文件，不能是*.txt或*.doc文件等。
四、课程设计评分标准：1．程序设计质量（占40%）2．课程设计报告质量（占30%）3．平时表现（占30%）五、上机时间安排表（以实验课表为准）课程设计的时间及教师安排附：课程设计报告格式。
1、需求分析说明（说明为何做该题目，程序最终需要完成的功能，从其需求上说明。
）2、总体设计（从总体上说明该题目的框架，用文字和图表说明）3、详细设计（对数据结构进行详细的描述，设计好相应数据结构以及其操作功能，要求用C++设计成类；用文字详细描述每个功能实现的算法及思路。
）4、实现部分（主要描述程序调试过程，报告中只要贴入核心代码）5、程序测试（给出各测试数据及其对应的测试结果，和程序运行图贴于此处。
并能对程序运行结果分析之，且需提出改进算法。
）6、总结:通过此次课程设计，对所学的知识有了比较全面的了解和应用，真正尝试了理论联系实际的趣味，明白了“说是说，做是做，说和做是两码事”的古语，此次设计巩固了理论基础知识，加强了对VC++6.0软件的熟悉与使用，学会了在实验中应注意的各种细节，怎样最住最快的查出错误，通过对程序的调试使理论更接近实际。
在这里，我要感谢我的认可老师邹国华老师，和指导老师杨勇，感谢他们的悉心指导与亲切的关怀。
注：全文字体用宋体小四，标题用黑体小三，所有行间距为1.25，段落间距为0。
源代码如下：//哈夫曼树的建立与应用#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<windows.h>const int n=6;const int m=2*n-1;struct tree{float weight;int parent;int lch,rch;};struct codetype{int bits[n+1];int start;char ch;};tree hftree[m+1];codetype code[n+1];void creathuffmantree(){int i,j,p1,p2;float s1,s2;for(i=1;i<=m;i++){hftree[i].parent=0;hftree[i].lch=0;hftree[i].rch=0;hftree[i].weight=0;}cout<<" ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ "<<endl;cout<<" ★您好，欢迎使用哈夫曼树系统！★"<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★班级：1121808 ★"<<endl;cout<<" ★学号：201120180823 ★"<<endl;cout<<" ★姓名：刘信宏★"<<endl;cout<<" ★指导老师：杨勇★"<<endl;cout<<" ★任课老师：邹国华★"<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★根据您的需要，本次编译请输入"<<n<<"个权值★ "<<endl;cout<<" ★★"<<endl;cout<<" ★》》》》》》》》》★"<<endl;cout<<" ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★"<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<"★请输入：>>>";for(i=1;i<=n;i++)cin>>hftree[i].weight; //输入权值for(i=n+1;i<=m;i++) //进行次合作{p1=p2=0; //p1.p2分别指向两个最小的值的位置s1=s2=32767; //s1.s2代表两个最小权值for(j=1;j<=i-1;j++) //选两个最小值if(hftree[j].parent==0)//该权值还没有被选中if(hftree[j].weight<s1){s2=s1;s1=hftree[j].weight;p2=p1;p1=j;}elseif(hftree[j].weight<s2){s2=hftree[j].weight;p2=j;}//以下为合并hftree[p1].parent=i;hftree[p2].parent=i;hftree[i].lch=p1;hftree[i].rch=p2;hftree[i].weight=hftree[p1].weight+hftree[p2].weight;}}void huffcode() //哈弗曼编码{codetype cd;int c,p;for(int i=1;i<=n;i++){cd.start=n+1;cd.ch=64+i; //第一个树叶对应字母A，其余依次类推c=i;p=hftree[i].parent;while(p!=0){cd.start--;if(hftree[p].lch==c) cd.bits[cd.start]=0;else cd.bits[cd.start]=1;c=p;p=hftree[p].parent;}code[i]=cd;}cout<<endl;system("cls");cout<<"*******************************欢迎使用哈夫曼树系统*****************************"<<endl;for(i=1;i<=n;i++){cout<<"字符"<<code[i].ch<<"的权值为:"<<hftree[i].weight<<setw(5)<<"编码为:";for(int j=code[i].start;j<=n;j++)cout<<code[i].bits[j]<<" ";cout<<endl;}}void trancode() //哈弗曼译码{int i=m;char b;cout<<"★请输入您所需要发送的电报二进制编码报文（0.1以外的数结束）："<<endl;cin>>b;cout<<" "<<endl;cout<<""<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<"★您输入的电报报文内容为："<<endl;while((b=='0')||(b=='1')){if(b=='0')i=hftree[i].lch;else i=hftree[i].rch;if(hftree[i].lch==0){cout<<code[i].ch;i=m;}cin>>b;}cout<<" "<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<"★感谢老师的检阅，您辛苦了!"<<endl;}void main(){creathuffmantree(); //建立哈夫曼树huffcode(); //实现哈夫曼编码trancode();}截图如下：。