数据结构实验三哈夫曼树实验报告
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。
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: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。
数据结构与算法实验报告_3霍夫曼树

实验四数据结构与程序设计专题实验报告赫夫曼树学院:物理与电子学院班级:电信1105班姓名:刘岩学号:1404110729实验报告一、实验任务实验题目:数据结构与程序设计专题实验二、实验内容实验三:树的基本操作及基于霍夫曼树的编码/译码(一)实验目的:掌握结构体、指针及二叉树的生成、遍历等操作掌握霍夫曼编码/译码的原理。
(二)基本要求:熟练掌握树的操作。
(三)内容提要:给定一段字符,构建霍夫曼树;根据该树求每个字符的编码,并对该段字符串进行编码;将得到的编码进行译码;基于该霍夫曼树,通过遍历算法来输出该树中的叶子节点。
注:在实现时要求霍夫曼树的左右孩子的大小关系(左孩子节点值小于右孩子节点),在遍历的时候也可以为递归与非递归办法寻找叶子节点。
三、要点分析题目中涉及的主要知识点:1、本程序参考霍夫曼算法(由给定的权值构造赫夫曼树):(1)由给定的n个权值{w0, w1, w2, …, w n-1},构造具有n棵二叉树的集合F = {T0, T1, T2, …, T n-1},其中每一棵二叉树T i只有一个带有权值w i的根结点,其左、右子树均为空。
(2)重复以下步骤, 直到F中仅剩下一棵树为止:① 在F中选取两棵根结点的权值最小的二叉树, 做为左、右子树构造一棵新的二叉树。
置新的二叉树的根结点的权值为其左、右子树上根结点的权值之和。
② 在F中删去这两棵二叉树。
③ 把新的二叉树加入F。
2、用构造赫夫曼树以完成赫夫曼编码:把d1,d2,…, dn作为叶子结点,把w1,w2,…,wn作为叶子结点的权,构造赫夫曼树。
在赫夫曼树中结点的左分支赋0,右分支赋1,从根结点到叶子结点的路径上的数字拼接起来就是这个叶子结点字符的编码。
3、译码的过程是分解电文中的字符串,从根出发,按字符‘0’或‘1’确定找左孩子或右孩子,直至叶子节点,便求得该子串相应的字符。
四、程序的算法描述1、所用存储结构:typedef struct HfNode{int weight;int parent,lchild,rchild;}HfNode,*HuffmanTree; //动态分配数组存储霍夫曼树typedef char **HuffmanCode; //动态分配数组存储霍夫曼编码表2、程序中各函数的简要说明:(1)void Select(HuffmanTree &HT,int i,int &a,int &b)从前i个节点中选择权值最小的两个节点分别存入a,b中。
哈夫曼树_实验报告

一、实验目的1. 理解哈夫曼树的概念及其在数据结构中的应用。
2. 掌握哈夫曼树的构建方法。
3. 学习哈夫曼编码的原理及其在数据压缩中的应用。
4. 提高编程能力,实现哈夫曼树和哈夫曼编码的相关功能。
二、实验原理哈夫曼树(Huffman Tree)是一种带权路径长度最短的二叉树,又称为最优二叉树。
其构建方法如下:1. 将所有待编码的字符按照其出现的频率排序,频率低的排在前面。
2. 选择两个频率最低的字符,构造一棵新的二叉树,这两个字符分别作为左右子节点。
3. 计算新二叉树的频率,将新二叉树插入到排序后的字符列表中。
4. 重复步骤2和3,直到只剩下一个节点,这个节点即为哈夫曼树的根节点。
哈夫曼编码是一种基于哈夫曼树的编码方法,其原理如下:1. 从哈夫曼树的根节点开始,向左子树走表示0,向右子树走表示1。
2. 每个叶子节点对应一个字符,记录从根节点到叶子节点的路径,即为该字符的哈夫曼编码。
三、实验内容1. 实现哈夫曼树的构建。
2. 实现哈夫曼编码和译码功能。
3. 测试实验结果。
四、实验步骤1. 创建一个字符数组,包含待编码的字符。
2. 创建一个数组,用于存储每个字符的频率。
3. 对字符和频率进行排序。
4. 构建哈夫曼树,根据排序后的字符和频率,按照哈夫曼树的构建方法,将字符和频率插入到哈夫曼树中。
5. 实现哈夫曼编码功能,遍历哈夫曼树,记录从根节点到叶子节点的路径,即为每个字符的哈夫曼编码。
6. 实现哈夫曼译码功能,根据哈夫曼编码,从根节点开始,按照0和1的路径,找到对应的叶子节点,即为解码后的字符。
7. 测试实验结果,验证哈夫曼编码和译码的正确性。
五、实验结果与分析1. 构建哈夫曼树根据实验数据,构建的哈夫曼树如下:```A/ \B C/ \ / \D E F G```其中,A、B、C、D、E、F、G分别代表待编码的字符。
2. 哈夫曼编码根据哈夫曼树,得到以下字符的哈夫曼编码:- A: 00- B: 01- C: 10- D: 11- E: 100- F: 101- G: 1103. 哈夫曼译码根据哈夫曼编码,对以下编码进行译码:- 00101110111译码结果为:BACGACG4. 实验结果分析通过实验,验证了哈夫曼树和哈夫曼编码的正确性。
(完整word版)哈夫曼树实验报告

实验报告1、实验目的:(1)理解哈夫曼树的含义和性质。
(2)掌握哈夫曼树的存储结构以及描述方法。
(3)掌握哈夫曼树的生成方法。
(4)掌握哈夫曼编码的一般方法,并理解其在数据通讯中的应用.2、实验内容:哈夫曼树与哈弗曼编码、译码a。
问题描述:哈夫曼问题的提出可以参考教材P。
145。
利用哈弗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.b。
算法提示:参见教材P.147—148算法6.12、6。
13的描述.3、实验要求:建立哈夫曼树,实现编码,译码。
错误!.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。
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.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T extFile 中。
错误!.输出代码文件(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。
错误!。
输出哈夫曼树(TreePrinting).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。
测试数据:设权值c= (a,b, c, d , e, f,g,h)w=(5,29,7,8,14,23,3,11),n=8。
按照字符‘0’或‘1’确定找左孩子或右孩子,则权值对应的编码为:5:0001,29:11,7:1110,8:111114:110,23:01,3:0000,11:001。
数据结构哈夫曼树实验报告

数据结构哈夫曼树实验报告一、实验内容本次实验的主要内容是哈夫曼树的创建和编码解码。
二、实验目的1. 理解并掌握哈夫曼树的创建过程;2. 理解并掌握哈夫曼编码的原理及其实现方法;3. 掌握哈夫曼树的基本操作,如求哈夫曼编码和哈夫曼解码等;4. 学习如何组织程序结构,运用C++语言实现哈夫曼编码和解码。
三、实验原理哈夫曼树的创建:哈夫曼树的创建过程就是一个不断合并权值最小的两个叶节点的过程。
具体步骤如下:1. 将所有节点加入一个无序的优先队列里;2. 不断地选出两个权值最小的节点,并将它们合并成为一个节点,其权值为这两个节点的权值之和;3. 将新的节点插入到队列中,并继续执行步骤2,直到队列中只剩下一棵树,这就是哈夫曼树。
哈夫曼编码:哈夫曼编码是一种无损压缩编码方式,它根据字符出现的频率来构建编码表,并通过编码表将字符转换成二进制位的字符串。
具体实现方法如下:1. 统计每个字符在文本中出现的频率,用一个数组记录下来;2. 根据字符出现的频率创建哈夫曼树;3. 从根节点开始遍历哈夫曼树,给左分支打上0的标记,给右分支打上1的标记。
遍历每个叶节点,将对应的字符及其对应的编码存储在一个映射表中;4. 遍历文本中的每个字符,查找其对应的编码表,并将编码字符串拼接起来,形成一个完整的编码字符串。
哈夫曼解码就是将编码字符串还原为原始文本的过程。
具体实现方法如下:1. 从根节点开始遍历哈夫曼树,按照编码字符串的位数依次访问左右分支。
如果遇到叶节点,就将对应的字符记录下来,并重新回到根节点继续遍历;2. 重复步骤1,直到编码字符串中的所有位数都被遍历完毕。
四、实验步骤1. 定义编码和解码的结构体以及相关变量;3. 遍历哈夫曼树,得到每个字符的哈夫曼编码,并将编码保存到映射表中;4. 将文本中的每个字符用其对应的哈夫曼编码替换掉,并将编码字符串写入到文件中;5. 使用哈夫曼编码重新构造文本,并将结果输出到文件中。
五、实验总结通过本次实验,我掌握了哈夫曼树的创建和哈夫曼编码的实现方法,也学会了如何用C++语言来组织程序结构,实现哈夫曼编码和解码。
哈夫曼树 实验报告

哈夫曼树实验报告哈夫曼树实验报告引言:哈夫曼树是一种经典的数据结构,广泛应用于数据压缩、编码和解码等领域。
本次实验旨在通过构建哈夫曼树,探索其原理和应用。
一、哈夫曼树的定义和构建方法哈夫曼树是一种特殊的二叉树,其叶子节点对应于待编码的字符,而非叶子节点则是字符的编码。
构建哈夫曼树的方法是通过贪心算法,即每次选择权值最小的两个节点合并,直到构建出完整的哈夫曼树。
二、哈夫曼编码的原理和实现哈夫曼编码是一种可变长度编码,即不同字符的编码长度不同。
其原理是通过构建哈夫曼树来确定字符的编码,使得频率较高的字符编码较短,频率较低的字符编码较长。
这样可以有效地减少编码的长度,从而实现数据的压缩。
三、实验过程和结果在本次实验中,我们选择了一段文本作为输入数据,通过统计每个字符的频率,构建了对应的哈夫曼树。
然后,根据哈夫曼树生成了字符的编码表,并将原始数据进行了编码。
最后,我们通过对编码后的数据进行解码,验证了哈夫曼编码的正确性。
实验结果显示,通过哈夫曼编码后,原始数据的长度明显减少,达到了较好的压缩效果。
同时,解码后的数据与原始数据完全一致,证明了哈夫曼编码的可靠性和正确性。
四、哈夫曼树的应用哈夫曼树在实际应用中有着广泛的用途。
其中,最典型的应用之一是数据压缩。
通过使用哈夫曼编码,可以将大量的数据压缩为较小的存储空间,从而节省了存储资源。
此外,哈夫曼树还被广泛应用于网络传输、图像处理等领域,提高了数据传输的效率和图像的质量。
五、对哈夫曼树的思考哈夫曼树作为一种经典的数据结构,其优势在于有效地减少了数据的冗余和存储空间的占用。
然而,随着技术的不断发展,现代的数据压缩算法已经不再局限于哈夫曼编码,而是采用了更为复杂和高效的算法。
因此,我们需要在实际应用中综合考虑各种因素,选择合适的压缩算法。
六、总结通过本次实验,我们深入了解了哈夫曼树的原理和应用。
哈夫曼编码作为一种重要的数据压缩算法,具有广泛的应用前景。
在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的压缩算法,以达到最佳的压缩效果和性能。
哈夫曼树实验报告

哈夫曼树实验报告一、需求分析(1)输入输出形式输入数组的组数n: 整形变量组数(回车)请依次输入n组权值与字符, 中间用空格隔开。
如“2 a”:按右提示格式输入(回车)请输入待编译文本: 随机输入字符(回车)输出: 编译出的代码请输入待编译代码: 随机输入一串代码(回车)(2)输出: 编译出的代码(3)程序功能1. 用C语言实现二叉树的说明2. 输入n个权值, 并生成n个二叉树3. 对n个二叉树逐步生成Huffman树4. 对Huffman树的每个叶子结点生成编码5.用哈夫曼树编码。
6.解码哈夫曼编码。
(4)测试用例设计Example1: 输入325 a15 b60 cabbacc010*******输出010*******abbaccExample2: 输入510 a20 b30 c20 d10 eababcde10000100001101101输出10000100001101101ababcde二、概要设计1.根据给定的n个权值(w1, w2, …, wn)构成n棵二叉树的集合F={T1, T2, …, Tn}, 其中每棵二叉树Ti中只有一个带树为Ti的根结点在F中选取两棵根结点的权值最小的树作为左右子树构造一棵新的二叉树, 且置其根结点的权值为其左右子树权值之和3.在F中删除这两棵树, 同时将新得到的二叉树加入F中4.重复2, 3, 直到F只含一棵树为止三、 5.将给定的字符串通过程序编码成哈夫曼编码, 并打印结果在屏幕上。
四、 6.翻译给定的哈夫曼编码变成可读字符串, 并将结果打印在屏幕上。
五、详细设计四、调试分析(1)编译代码、运行代码所遇到的问题及其解决办法问题1: 编译代码过程中有遇到循环体的循环次数不对, 导致二叉树生成得不对解决办法:通过小数字的演算, 检验循环, 再进行更改(2)算法的时空分析(3)心得体会五、用户使用说明如上图所示, 依次输入组数、权值及全值所对应字符。
再根据用户自身需求输入需编译的文本及代码。
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scanf("%c",&x);
scanf("%c",&HuffNode[i].value); // 实际值,可 根据情况替换为字母
i++;
}
/* 输入 n 个叶子结点的权值 */ scanf("%c",&x); for(i=0;i<n;i++)
{ scanf ("%d", &HuffNode[i].weight);
作用:构造一个哈夫曼树,并循环构建
int main () 作用:运用已经构建好的哈弗曼树,进行节点的处
理,达到成功解码编译
三、 详细设计:
哈夫曼树的建立:
void
DEMONHuffmanTree
(HNodeຫໍສະໝຸດ HuffNode[MAXNODE], int n)
{
int i = 0, j, m1, m2, x1, x2;
for (i=0; i < n; i++) {
cd.start = n-1; c = i;
7
实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
p = HuffNode[c].parent;
while (p != -1) /* 父结点存在 */
{
if (HuffNode[p].lchild == c)
cd.bit[cd.start] = 0;
char x;
3
实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
/* 初始化存放哈夫曼树数组 点 */
HuffNode[] 中的结
while (i<n)
{
HuffNode[i].weight = 0;// 权值
HuffNode[i].parent =-1;
HuffNode[i].lchild =-1;
HuffNode[i].rchild =-1;
z=getchar(); z=getchar(); for(;z!='\n';z=getchar()) {
8
实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
wen[k++]=z; for(i=0;i<n;i++) {
if(z==HuffNode[i].value) {
for (j=HuffCode[i].start+1; j < n; j++) printf ("%d", HuffCode[i].bit[j]); break;
数据结构实验三哈夫曼树实验 报告
实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
题目:哈夫曼编 /译码器
一、 题目要求: 写一个哈夫曼码的编 /译码系统,要求能对要传输的报文 进行编码和解码。 构造哈夫曼树时, 权值小的放左子树, 权值大的放右子树,编码时右子树编码为 1,左子树编 码为 0.
二、 概要设计:
数据结构: typedef struct { int bit[MAXBIT]; int start; } HCodeType; /*
编码结构体 */
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实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
typedef struct
{
int weight;
int parent;
int lchild;
int rchild;
char value;
} HNode; /* 函数:
结点结构体 */
void
DEMONHuffmanTree
(HNode
HuffNode[MAXNODE], int n)
{
if (HuffNode[j].weight < m1 &&
HuffNode[j].parent==-1)
{
m2=m1;//m1 中是最小
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实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
x2=x1; m1=HuffNode[j].weight; x1=j; } else if (HuffNode[j].weight < m2 && HuffNode[j].parent==-1) { m2=HuffNode[j].weight; x2=j; } } /* end for */ /* 设置找到的两个子结点 x1、x2 的父结 点信息 */ HuffNode[x1].parent = n+i; HuffNode[x2].parent = n+i; HuffNode[n+i].weight = HuffNode[x1].weight + HuffNode[x2].weight; HuffNode[n+i].lchild = x1; HuffNode[n+i].rchild = x2;
}
/* 循环构造 Huffman 树 */
for (i=0; i<n-1; i++)
{
m1=m2=MAXQZ;
// m1 、m2 中存放两个
无父结点且结点权值最小的两个结点
x1=x2=0;// 找出所有结点中权值最小、无父结
点的两个结点,并合并之为一颗二叉树
for (j=0; j<n+i; j++)
} }
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实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
叶子节点的哈夫曼编码的保存: for (j=cd.start+1; j<n; j++)
HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j]; HuffCode[i].start = cd.start;
主函数展示: int main() {
HNode HuffNode[MAXNODE]; HCodeType HuffCode[MAXLEAF],cd; int i, j, c, p, n,k=0; char wen[100]; char z; scanf ("%d", &n); HuffmanTree (HuffNode, n);
else
cd.bit[cd.start] = 1;
cd.start--;
/* 求编码的低一位 */
c=p;
p=HuffNode[c].parent; 循环条件 */
/* 设置下一
} /* end while */
for (j=cd.start+1; j<n; j++) HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j]; HuffCode[i].start = cd.start; } /* end for */
}
for (i=n; i<2*n-1; i++)
4
实验报告 3:哈夫曼编 / 译码器
{ HuffNode[i].weight = 0;// 权值 HuffNode[i].parent =-1; HuffNode[i].lchild =-1; HuffNode[i].rchild =-1; HuffNode[i].value=i;