哈夫曼编码与译码的实现
哈夫曼编码和译码
哈夫曼编码和译码哈夫曼编码是一种用于数据压缩的编码方法，通过根据字符出现的频率对字符进行编码，以便能够用较少的位数来表示出现频率较高的字符。
编码过程中，根据频率最低的字符构建一棵哈夫曼树，将字符的编码表示为树的路径。
而哈夫曼译码则是将经过哈夫曼编码后的数据解码成原始数据的过程。
在给定的文本中，首先需要统计每个字符的出现频率。
然后使用这些频率构建哈夫曼树。
构建哈夫曼树的过程中使用最小堆数据结构，通过不断合并两个最小频率的字符节点来构建树。
合并两个节点的过程中，创建一个新的节点来作为它们的父节点，并将其频率设置为两个子节点频率之和。
在构建树的过程中，赋予左子节点编码为0，右子节点编码为1。
构建完成哈夫曼树后，将每个字符的编码表示为从根节点到该字符节点的路径，例如，向左走的路径可以表示为0，向右走的路径可以表示为1。
为了能够正确译码，需要将字符及其对应的编码存储在一个编码表中。
对于给定的文本数据，应用哈夫曼编码后，会得到一个压缩后的编码字符串。
在哈夫曼译码过程中，从根节点开始遍历编码字符串的每一位，如果是0，则向左子节点移动，如果是1，则向右子节点移动，直到到达叶子节点。
找到叶子节点后，将对应的字符输出，并回到根节点，继续下一位的译码，直到编码字符串结束。
哈夫曼编码可以实现无损压缩，即通过译码过程能够还原出原始数据，而不会丢失任何信息。
它是一种广泛应用于数据压缩领域的有效方法，用于减小数据存储和传输的大小。
在实际应用中，哈夫曼编码被广泛应用于图像、音频和视频等多媒体数据的压缩中。
总结起来，哈夫曼编码是一种用于数据压缩的编码方法，通过根据字符出现的频率对字符进行编码，以便用较少的位数来表示出现频率较高的字符。
哈夫曼译码则是将经过编码后的数据解码成原始数据的过程。
它通过构建哈夫曼树和编码表，实现了高效的数据压缩和解压缩。
哈夫曼编码被广泛应用于数据存储和传输领域，特别是在多媒体数据的压缩中。
哈夫曼编码的解码过程
哈夫曼编码的解码过程哈夫曼编码是一种被广泛应用于数据压缩领域的编码算法。
它通过构建一棵特殊的二叉树来实现对源数据的编码和解码。
在编码过程中，哈夫曼编码根据源数据的频率分配较短的编码给出现频率较高的字符，相反地，给出现频率较低的字符分配较长的编码，从而有效地减小编码后的数据长度。
而解码过程则是将编码后的数据转换为原始数据的过程。
一、哈夫曼编码的基本原理哈夫曼编码的基本原理是根据字符出现的频率来构建一棵哈夫曼树，以实现对字符的编码和解码。
具体步骤如下：1. 统计字符的频率：首先，需要对待编码的源数据进行扫描，并统计每个字符的出现频率。
通常可以使用哈希表等数据结构来记录字符及其对应的频率。
2. 构建哈夫曼树：根据字符的频率，构建一棵哈夫曼树。
构建哈夫曼树的算法可以采用贪心策略，即每次选择频率最小的两个节点合并，直到所有节点合并完毕，最终形成哈夫曼树。
3. 生成编码表：按照哈夫曼树的结构，为每个字符生成对应的编码。
从哈夫曼树的根节点开始，向左子树路径走一步表示编码位为0，向右子树路径走一步表示编码位为1，直到叶子节点，即可得到该字符的编码。
编码表可以使用哈希表等数据结构来存储字符和对应的编码。
4. 进行编码：将待编码的源数据字符根据编码表进行编码，生成对应的哈夫曼编码序列。
编码后的数据长度通常会显著减小，实现数据的压缩。
二、哈夫曼编码的解码过程哈夫曼编码的解码过程是将编码后的数据序列转换回原始数据的过程。
具体步骤如下：1. 读取编码序列：从编码后的数据中逐个读取编码位，直到读取到一个有效的编码。
2. 遍历哈夫曼树：从哈夫曼树的根节点开始，根据读取到的编码位，按照0表示左子树，1表示右子树的规则，不断遍历哈夫曼树，直到达到叶子节点。
3. 生成解码字符：在遍历过程中，若到达叶子节点，则表示找到了一个字符，将该字符输出。
然后重置遍历位置，继续读取编码序列，重复上述步骤，直至解码完成。
通过以上步骤，哈夫曼编码的解码过程完成，将编码后的数据序列转换回原始数据。
哈夫曼编码和译码
哈夫曼编码和译码哈夫曼编码和译码是一种常用的数据压缩算法，它通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示，从而减小数据的存储空间。
本文将介绍哈夫曼编码和译码的原理和应用。
哈夫曼编码是由美国数学家大卫·哈夫曼于1952年提出的一种编码方法。
它的基本思想是根据字符出现的频率来构建一棵二叉树，出现频率较高的字符位于树的较低层，而出现频率较低的字符位于树的较高层。
通过这种方式，出现频率较高的字符可以用较短的编码表示，而出现频率较低的字符则用较长的编码表示。
具体来说，哈夫曼编码的过程如下：首先，统计待编码的字符出现的频率，并根据频率构建一个字符频率表。
然后，根据字符频率表构建哈夫曼树，其中每个字符对应一个叶子节点，而非叶子节点的权值为其子节点权值之和。
接下来，通过遍历哈夫曼树，给每个字符赋予对应的编码，其中左子树路径上的编码为0，右子树路径上的编码为1。
最后，将编码后的字符序列存储起来，即完成了哈夫曼编码的过程。
哈夫曼译码是哈夫曼编码的逆过程，它通过已知的哈夫曼编码和字符频率表来将编码还原为原始的字符序列。
具体来说，哈夫曼译码的过程如下：首先，根据已知的字符频率表构建哈夫曼树。
然后，从根节点开始，根据编码的0和1进行遍历，直到叶子节点。
每次遍历到叶子节点时，将对应的字符输出，并重新回到根节点，继续下一次遍历，直到所有的编码都被译码为字符。
哈夫曼编码和译码在数据压缩领域有着广泛的应用。
由于哈夫曼编码可以将出现频率较高的字符用较短的编码表示，从而减小了数据的存储空间。
在传输大量文本、图像、音频等数据时，可以使用哈夫曼编码将数据进行压缩，从而减少传输的时间和带宽消耗。
而哈夫曼译码则可以将压缩后的数据还原为原始的数据，保证了数据的完整性和准确性。
除了数据压缩，哈夫曼编码和译码还有其他的应用。
在通信领域，哈夫曼编码可以用于错误检测和纠正，通过添加冗余信息来检测和纠正传输过程中的错误。
在图像和音频处理领域，哈夫曼编码可以用于图像和音频的压缩和解压缩，从而减小存储空间和提高传输效率。
数据结构 课程设计之哈夫曼编码
(一) 哈夫曼树的设计思想对于一组具有确定权值的叶子结点可以构造出多个具有不同带权路径长度的二叉树，其中具有最小带权路径长度的二叉树称作哈夫曼树或者最优二叉树。
首先给定n 个权值创造n 个只含根结点的二叉树，得到一个二叉树林；再在这二叉树林里面找根结点的权值最小和次小的两棵树作成新的二叉树，其中新的二叉树的根结点的权值为摆布子根结点权值之和；最后在二叉树林中把组合过的二叉树删除，再重复第二步，直到最后就剩一颗二叉树的时候得到的这棵二叉树就是哈夫曼树。
(二)哈夫曼编码与解码的设计思想在数据通讯中，时常要将传送的文字转换为二进制字符0 和1 组成的二进制串，称这个过程为编码。
与子相对的是解码或者是译码，就是用与编码相同的方式将二进制串转换称编码前的文字的过程称作解码。
在这里是通过哈夫曼树实现编码与解码的，所以称作是哈夫曼编码与解码。
首先输入一个字符串，还有相应的在哈夫曼树里的权值，这样用哈夫曼树把字符串用二进制串代替它，这个过程要注意树和编码问题，其中树的问题在上面已经解决，主要看编码的问题，就是根据我们输入的字符串和权值建立相应的树模型，这一步完成那编码就已经完成为了，最后打印就行了；然后就是解码，完成编码相应的解码就相对简单了，就是先找到在编码的时候建的那个模型树，将编码中的二进制串再根据权值转换为相应的字符串，这样一步步解码就行了。
以上就是通过用哈夫曼树进行哈夫曼编码与解码如何实现的主要设计思想。
(一)哈夫曼树的流程图不 是图 1 哈夫曼树的流程图(二)编码与解码的流程图图 2 编码与解码的流程图图片说明： (左边)编码流程图， (右边)解码流程图。
开始输入字符串判断权值 建立路径有最小和次小 循环建立二叉树根据树对路径分左 0右 1写出对应结点的编码结束开始初始化哈夫曼链表二叉树林找最小和次小 的二叉树组合成新的二叉树 删除用过的二叉树是不是最后一 个二叉树是结束开始找到树的根结点 输入二进制串扫描根据树的路径打印对应字符继续扫描 是否结束是输出字符串结束否下面给出的是用中缀转后缀算法实现的程序的源代码：#include "stdio.h"#include "string.h"#define MAX 100struct HaffNode{int weight;int parent;char ch;int lchild;int rchild;}*myHaffTree;struct Coding{char bit[MAX];char ch;int weight;}*myHaffCode;void Haffman(int n){int i,j,x1,x2,s1,s2;for (i=n+1;i<=2*n-1;i++) {s1=s2=10000;x1=x2=0;for (j=1;j<=i-1;j++)/*定义常量*//*权值*//*双亲结点下标*//*构造哈夫曼树*//*定义数组*//*字符的权值*//*定义结构体*//*定义哈夫曼函数*//*树的初始化*//*构造哈夫曼树的非叶子结点*/{if(myHaffTree[j].parent==0&&myHaffTree[j].weight<s1){s2=s1;x2=x1;s1=myHaffTree[j].weight;x1=j;/*分配摆布结点*/}else if(myHaffTree[j].parent==0&&myHaffTree[j].weight<s2){s2=myHaffTree[j].weight;x2=j;}}myHaffTree[x1].parent=i;myHaffTree[x2].parent=i;myHaffTree[i].weight=s1+s2;myHaffTree[i].lchild=x1;myHaffTree[i].rchild=x2;/*摆布子组合为新树*/}}void HaffmanCode(int n){int start,c,f,i,j,k;char *cd;/*构造n 个结点哈夫曼编码*/cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));myHaffCode=(struct Coding *)malloc((n+1)*sizeof(struct Coding));cd[n-1]='\0';for(i=1;i<=n;++i) /*n 个叶子结点的哈夫曼编码*/ {start=n-1;for(c=i,f=myHaffTree[i].parent;f!=0;c=f,f=myHaffTree[f].parent)if(myHaffTree[f].lchild==c) cd[--start]='0';else cd[--start]='1';for(j=start,k=0;j<n;j++){myHaffCode[i].bit[k]=cd[j];k++;}myHaffCode[i].ch=myHaffTree[i].ch; myHaffCode[i].weight=myHaffTree[i].weight; }free(cd);}Init(){int i,n,m;printf("please input the number of words:"); scanf("%d",&n); /*取编码对应的权值*//*定义有返回值的函数*/m=2*n-1;myHaffTree=(struct HaffNode *)malloc(sizeof(struct HaffNode)*(m+1)); for(i=1;i<=n;i++){printf("please input the word and the equal:");scanf("%s%d",&myHaffTree[i].ch,&myHaffTree[i].weight); myHaffTree[i].parent=0;myHaffTree[i].lchild=0;myHaffTree[i].rchild=0;}for(i=n+1;i<=m;i++){myHaffTree[i].ch ='#';myHaffTree[i].lchild=0;myHaffTree[i].parent=0;myHaffTree[i].rchild=0;myHaffTree[i].weight=0;}Haffman(n);HaffmanCode(n);for(i=1;i<=n;i++){printf("%c %d",myHaffCode[i].ch,myHaffCode[i].weight); printf("\n");}printf("init success!\n");return n;}void Caozuo_C(int m){int n,i,j;char string[50],*p;printf("please input the words ："); scanf("%s",string);n=strlen(string);for(i=1,p=string;i<=n;i++,p++){for(j=1;j<=m;j++)if(myHaffCode[j].ch==*p)printf("%s\n",myHaffCode[j].bit); }}void Caozuo_D(int n){int i,c;char code[1000],*p;printf("please input the coding："); scanf("%s",code);for(p=code,c=2*n-1;*p!='\0';p++) {if(*p=='0'){c=myHaffTree[c].lchild;if(myHaffTree[c].lchild==0){printf("%c",myHaffTree[c].ch);c=2*n-1;continue;/* 编码函数*//*计算字符串长度*/ /*进行编码*//*解码函数*//*输入二进制编码*//*进行解码*//*结束条件*//*赋值*//* 扫描*//*结束*/}}else if(*p=='1'){c=myHaffTree[c].rchild;if(myHaffTree[c].lchild==0){printf("%c",myHaffTree[c].ch);c=2*n-1; /*赋值*/continue;}}}printf("\n");}void main(){int n;char char1;n=Init();printf("A.coding B.codeprintingwhile(1){scanf("%c",&char1);if(char1=='c')break;switch(char1){case'A':Caozuo_C(n);break;case'B':Caozuo_D(n);break;case'C':;break;}}}/*主函数*//*定义字符*//*函数的调用*/C.exit\nplease input the process:\n");/*判断字符*//*执行编码操作*//*执行解码操作*/哈夫曼编码与解码的实现(一)中缀转后缀算法的运行结果：这部份我主要遇到了如下三个问题，其内容与解决方法如下所列：问题1:刚开始不知道如何建一个好树，因为我开始试着建了几个二叉树，不知道什么原因运行的时候那编码总是不对，跟在草稿纸上自己画的那个二叉树总是不相符，就找原因。
基于哈夫曼编码的编码译码问题
基于哈夫曼编码的编码译码问题基于哈夫曼编码的编码译码问题相关问题：1.哈夫曼编码是什么？如何进行编码和译码？2.哈夫曼编码的原理是什么？3.哈夫曼编码的应用领域有哪些？4.如何生成哈夫曼编码树？5.哈夫曼编码的时间复杂度是多少？6.哈夫曼树的构建方法有哪些？7.哈夫曼编码在数据压缩中的作用是什么？8.哈夫曼编码存在的局限性是什么？9.哈夫曼编码与其他编码方法的比较有哪些特点？10.如何解决哈夫曼编码中的冲突问题？解释说明：1.哈夫曼编码是一种基于字符频率的可变长度编码方法。
它通过将出现频率高的字符用较短的编码来表示，出现频率低的字符用较长的编码来表示，以达到数据压缩的目的。
编码过程中，首先统计字符出现频率，然后构建哈夫曼树，根据树的结构生成编码表，最后对原始数据进行编码。
译码过程中，根据生成的编码表和编码数据，逐位解码还原原始数据。
2.哈夫曼编码的原理是基于贪心算法，通过构建哈夫曼树，将出现频率高的字符放在树的上层，出现频率低的字符放在树的下层，以实现最优的编码效果。
在编码过程中，使用了前缀码的特性，即任何一个编码不能是另一个编码的前缀，从而保证了译码的唯一性。
3.哈夫曼编码广泛应用于数据压缩领域，可以对文本、图像、音频等数据进行压缩和解压缩。
此外，哈夫曼编码也用于数据传输中的差错检测和纠正，以及编码理论的研究等领域。
4.生成哈夫曼编码树的方法主要有两种：静态生成和动态生成。
静态生成是根据给定的字符频率进行构建，而动态生成是根据实际数据的字符频率进行构建。
5.哈夫曼编码的时间复杂度为O(nlogn)，其中n为字符的个数。
这是由于在构建哈夫曼树时需要进行n-1次合并操作，每次合并的时间复杂度为O(logn)。
6.哈夫曼树的构建方法主要有两种：霍夫曼算法和优先队列算法。
霍夫曼算法是经典的构建方法，通过反复选择权值最小的两个节点合并构建树，直到所有节点合并为一棵树。
优先队列算法则先将节点插入优先队列中，每次取权值最小的两个节点合并。
哈夫曼树编码译码实验报告
数据结构课程设计设计题目：哈夫曼树编码译码课题名称院系学号姓名哈夫曼树编码译码年级专业成绩1、课题设计目的：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，时常应用于数据压缩。
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浮现的估算概率而建立起来的。
课题设计目的与设计意义2、课题设计意义：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。
树中从根到每一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”或者“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。
指导教师：年月日第一章需求分析 (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)显示部份源程序： (8)第五章调试结果 (10)第六章心得体味 (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，时常应用于数据压缩。
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。
哈夫曼编码与解码
哈夫曼编码与解码
哈夫曼编码（Huffman coding）和哈夫曼解码（Huffman decoding）是一种用于数据压缩的技术，由美国计算机科学家 David A. Huffman 于 1952 年提出。
哈夫曼编码的基本思想是根据字符在文本中出现的频率来分配二进制编码的长度。
出现频率较高的字符将被分配较短的编码，而出现频率较低的字符将被分配较长的编码。
这样，通过使用较短的编码来表示常见字符，可以实现更有效的数据压缩。
哈夫曼编码的过程包括以下步骤：
1. 统计字符出现频率：对要编码的文本进行分析，统计每个字符出现的次数。
2. 构建哈夫曼树：根据字符出现频率构建一棵二叉树，其中频率较高的字符靠近树的根节点，频率较低的字符位于树的叶子节点。
3. 分配编码：从根节点开始，根据字符出现频率为每个字符分配二进制编码。
左子节点表示 0，右子节点表示 1。
4. 编码文本：将文本中的每个字符替换为其对应的哈夫曼编码。
哈夫曼解码是哈夫曼编码的逆过程，用于将已编码的数据还原为原始文本。
解码过程根据哈夫曼树的结构和编码规则，从编码中解析出原始字符。
哈夫曼编码与解码在数据压缩领域具有广泛的应用，例如图像、音频和视频压缩。
它通过有效地利用字符频率分布的不均匀性，实现了较高的压缩率，从而减少了数据传输和存储的开销。
需要注意的是，哈夫曼编码是一种无损压缩技术，意味着解码后可以完全还原原始数据。
但在实际应用中，可能会结合其他有损压缩技术来进一步提高压缩效果。
数据结构与算法——电文的编码和译码
电文的编码和译码1.问题描述从键盘接受一串电文字符，输出对应的哈夫曼编码；同时能翻译由哈夫曼编码生成的代码串，输出对应的电文字符串。
2.设计要求(1)构造一棵哈夫曼树。
(2)实现哈夫曼编码，并用哈夫曼编码生成的代码进行译码。
(3)程序中字符和权值是可变的，实现程序的灵活性。
3.数据结构本课程设计采用结构体数组作为数据结构，来储存哈夫曼树及其编码。
4.分析与实现在电报通信中，电文是以二进制代码传送的。
在发送时，需要将电文中的字符转换成二进制代码串，即编码；在接收时，要将收到的二进制代码串转化成对应的字符序列，即译码。
字符被使用的频率是非均匀的。
在传送电文时，要想使电文总长尽可能短，就需要让使用频率高的字符编码长度尽可能短。
因此，若对某字符集进行不定长编码设计，则要求任一一个字符编码都不能使其他字符编码的前缀，这种编码称作前缀编码。
由哈弗曼树求得的编码是最优前缀码，也称哈夫曼编码。
给出字符集和各个字符的概率分布，构造哈弗曼树，将哈夫曼树中每个分支结点的左分支标0，右分支标1，从根到每个叶子的路径上的标号连起来就是给叶子所代表字符的编码。
(1)构造哈夫曼树根据哈弗曼算法，若已知n个叶结点，则构造的哈弗曼树有2n-1个结点。
第一步：先输入字符集中的n个字符（叶结点）和表示其概率分布的权值，储存在ht （HuffNode型）数组的前n个数组元素中。
然后将2n-1个结点的双亲和孩子结点均置为0。
第二步：在所有的结点中，选取双亲为零且具有最小权值m1和次小权值m2的两个结点，用p1和p2指示这两个结点在数组中的位置。
将根为ht[p1]和ht[p2]的两棵树合并，使其成为新结点ht[i]的左右孩子，ht[i]的权值为最小权值m1和次小权值m2之和；ht[p1]和ht[p2]的双亲指向i。
共进行n-1次合并，产生n-1个结点，依次放入ht数组中数组下标从n+1到2n-1。
这样就构成了一棵哈夫曼树。
(2)编码基本思想是：从哈弗曼树的叶结点ht[i] (1≤i≤n)出发，通过双亲parent找到其双亲ht[f]，通过ht[f]的域left和right，可知ht[i]是ht[f]的左分支还是右分支，若是左分支，生成的代码0；若是右分支，生成代码1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数据结构课程设计评阅书2011—2012学年第一学期专业：信息管理与信息系统学号： 1021024016 姓名：万永馨课程设计名称：数据结构课程设计设计题目：哈夫曼编码与译码的实现完成期限：自 2012 年 2 月 20 日至 2012 年 3 月 2 日共 2 周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：该设计题目将按以下要求完成：哈夫曼编码与译码是信息传输中应用的经典算法，运用C或VC++结合数据结构等基础知识，按以下要求编程实现各种进制的转换。
任务要求：1）阐述设计思想,画出流程图;2）需要对哈夫曼编码/译码的相关原理有所了解，设计数据结构，建立必要的信息数据文件（最好存储成外部文件），并分析完成用户所需的基本操作功能；3）实现给定信息的编码和译码功能；4）应有较好的界面设计，说明程序测试方法；5）按照格式要求完成课程设计说明书。
设计要求:1）问题分析和任务定义：根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么？（而不是怎么做？）限制条件是什么？确定问题的输入数据集合。
2）逻辑设计：对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型。
逻辑设计的结果应写出每个抽象数据类型的定义（包括数据结构的描述和每个基本操作的功能说明），各个主要模块的算法，并画出模块之间的调用关系图；3）详细设计：定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。
在这个过程中，要综合考虑系统功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基本操作的规格说明尽可能明确具体。
详细设计的结果是对数据结构和基本操作做出进一步的求精，写出数据存储结构的类型定义，写出函数形式的算法框架；4）程序编码：把详细设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。
同时加入一些注解和断言，使程序中逻辑概念清楚；5）程序调试与测试：能够熟练掌握调试工具的各种功能，设计测试数据确保程序正确。
调试正确后，认真整理源程序及其注释，形成格式和风格良好的源程序清单和结果；6）结果分析：程序运行结果包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。
算法的时间、空间复杂性分析；7）编写课程设计报告；以上要求前三个阶段的任务完成后，将设计说明书的草稿交指导老师面审，审查合格方可进入后续阶段的工作。
设计工作结束，经指导老师验收合格后将设计说明书装订，并答辩。
批准日期：年月日摘要在当今信息爆炸时代，如何采取有效的数据压缩技术来节省数据文件的储存空间越来越引起人们的重视。
本次课程设计的实验题目为哈夫曼编码与译码的实现。
利用哈夫曼树求得的用于通讯的二进制编码称为哈弗曼编码。
通常我们将文字转化为二进制称为编码，而将二进制转化为文字称为译码。
此次程序就是将一个简单的文件进行编码转化为二进制数存入文件并进行译码进而输出。
而将文件转化为二进制编码运用哈夫曼树的相关知识可以有效的节省存储空间与时间。
关键词：哈夫曼树;哈夫曼树的编码;哈夫曼树的译码;哈夫曼树初始化;哈夫曼树的建立开发工具：visual C++目录1.引言 (5)2.课题描述 (6)3.程序设计 (7)3.1实验目的与基本要求 (7)3.2部分函数介绍 (7)3.3主要模块程序流程图 (8)4 系统实现 (12)4.1 主函数（菜单函数） (12)4.2 建立HuffmanTree (12)4.3生成Huffman编码并写入文件 (14)4.4对文件哈夫曼译码.txt 进行译码译码 (15)5 系统调试 (16)附录源程序 (22)1.引言在课程设计过程中，我们四个人一组选择一个课题，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.课题描述课题：哈夫曼编码与译码的实现问题描述：对文件哈夫曼.txt中的字符串进行编译，统计其中的字符种类、个数作为权值。
1. 从D盘的数据结构课程设计文件夹中建立哈夫曼.txt文件里读出文章（必须大写）；2. 运用jsp函数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程序，然后对另一文件中的编码编码进行破译。
具体介绍：在本课题中，我们在硬盘D盘中预先建立一个哈夫曼.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。
然后哈夫曼树进行编码，再对另一文件哈夫曼译码.txt 编码进行译码，再输出至界面。
至此，整个工作就完成了。
3.程序设计3.1实验目的与基本要求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。
一个完整的系统应具有以下功能：(1) 初始化（Initialization）。
从文件哈夫曼.txt 读入字符集,，统计字母个数作为权值，建立赫夫曼树。
(2) 编码（Encoding）。
利用已建好的赫夫曼树（如不在内存，则从文件中读入），对哈夫曼树进行编码，然后将结果存入文件哈夫曼译码.txt中。
(3) 译码（Decoding）。
利用已建好的赫夫曼树将文件哈夫曼译码.txt 中的代码进行译码3.2部分函数介绍①从硬盘读取字符串fileopen(参数)②建立HuffmanTree通过三个函数来实现：void select(参数)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)说明：统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类void ChuffmanTree()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)说明：输出哈夫曼树的初态void print2(参数)说明：输出哈夫曼树的终态④哈夫曼编码和译码void HuffmanEncoding(参数)说明：哈夫曼编码char*decode(参数)说明：哈夫曼译码3.3主要模块程序流程图①主函数流程图：图 3.1流程图注释：图3.1比较简单，由该图可知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。
图 3.2流程图注释：图3.2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3.3表示哈夫曼编码情况。
首先初始化，Cd[--start]=0,start=num。
然后从首地址开始进行比较，找节点的父母地址然后看节点为父母地址的左孩子是的话为’0’,反之为’1’.依次开始上溯。
将编码存入H[i].bits。
哈夫曼译码：图 3.4流程图3.4表示哈夫曼译码情况。
首先讲哈夫曼编码存入的文件打开，将哈夫曼编码导出。
然后将文件中读出的字符与哈夫曼编码cd进行比较strcmp(HC[j].bits,cd==0，相等的话开始译出str[k]=HC[j].ch。
4 系统实现各模块关键代码及算法的解释：4.1 主函数（菜单函数）主函数相对简单，只需了解顺序，依次调用即可。
这里不做解释4.2 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=32767;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。
j返回总共读取的字符数目。
int jsq(char *s,int cnt[],char str[]){int i,j,k;char *p;int temp[53];for(i=1;i<=52;i++)temp[i]=0;for(p=s; *p!='\0';p++){{if(*p>='A'&&*p<='z')k=*p-64;temp[k]++;}} //统计各种字符的个数for(i=1,j=0;i<=52;++i)if(temp[i]!=0 ){j++;str[j]=i+64; //送对应的字母到数组中cnt[j]=temp[i]; //存入对应字母的权值}return j; //j是输入字母总数}代码解释：下面函数用来构造哈夫曼树HT。