数据结构程序设计作业——《哈夫曼编码》

数据结构实验报告题目哈夫曼编码学生姓名王某某专业班级测控120X班学号U2012XXXXX1 问题描述输入一字符串，以字符串中各字符出现的频数为权值构造哈夫曼编码。

然后输入一0—1序列，根据生成的哈夫曼编码解码序列。

2 算法描述（1）哈夫曼树的表示设计哈夫曼树的结构体（htnode），其中包含权重、左右孩子、父母和要编码的字符。

用这个结构体（htnode）定义个哈夫曼数组（hfmt[]）。

迷宫定义如下：typedef struct{int weight;int lchild;int rchild;int parent;char key;}htnode;typedef htnode hfmt[MAXLEN];（2）对原始字符进行编码初始化哈夫曼树（inithfmt）。

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。

并显示出每个字符的编码。

1.void inithfmt(hfmt t)//对结构体进行初始化2.void inputweight(hfmt t)//输入函数3.void selectmin(hfmt t,int i,int *p1,int *p2)//选中两个权值最小的函数4.void creathfmt(hfmt t)//创建哈夫曼树的函数5.void phfmnode(hfmt t)//对字符进行初始编码（3）对用户输入的字符进行编码void encoding(hfmt t)//对用户输入的电文进行编码{char r[1000];//用来存储输入的字符串int i,j;printf("\n\n请输入需要编码的字符:");gets(r);printf("编码结果为:");for(j=0;r[j]!='\0';j++)for(i=0;i<n;i++)if(r[j]==t[i].key)hfmtpath(t,i,j);printf("\n");}（4）对用户输入的字符进行编码void decoding(hfmt t)//对用户输入的密文进行译码{char r[100];int i,j,len;j=2*n-2;//j初始从树的根节点开始printf("\n\n请输入需要译码的字符串:"); gets(r);len=strlen(r);printf("译码的结果是:");for(i=0;i<len;i++){if(r[i]=='0'){j=t[j].lchild;if(t[j].lchild==-1){printf("%c",t[j].key);j=2*n-2;}}else if(r[i]=='1'){j=t[j].rchild;if(t[j].rchild==-1){printf("%c",t[j].key); j=2*n-2;}}}printf("\n\n");}3 程序设计流程图4 运行测试1.用户输入字符串，以回车键作为结束2.对字符统计打印统计结果、编码表和编码结果3.对一串数据解码4.统计编码前后的数据大小，计算压缩率5 实验收获代码编写完会有很多与预期不同的结果，耐心调试，修改代码，开始写代码的时候就认真的写，在调试时找出逻辑问题比较困难，做到一步到位。

此外程序编完后有时间可以对其中的一些算法优化，另外了调整输出界面，看起来更加美观。

附：程序代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>typedef struct{int weight;int parent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree;//动态分配数组存储哈弗曼树typedef char** Huffmancode;//动态分配数组存储哈弗曼编码表unsigned int wordweight[26];HuffmanTree HT;Huffmancode HC;void HuffmanCoding(int n);void Select(int i,int*t1,int*t2);void for_weight(void); //求每个字母的权值void HuffmanDecoding();int main(){int i;char c;printf("输入1-哈弗曼编码，输入2-哈弗曼解码,输入3-退出程序\n");while((c=getchar())!='3'){if(c=='1'){HuffmanCoding(26);for(i=1;i<=26;i++) printf("%c的哈弗曼编码为%s\n",'a'+i-1,HC[i]);printf("输入1-哈弗曼编码，输入2-哈弗曼解码,输入3-退出程序\n");}if (c=='2'){HuffmanDecoding();printf("输入1-哈弗曼编码，输入2-哈弗曼解码,输入3-退出程序\n");}}}void HuffmanCoding(int n){void Select(int,int*,int*);char *cd;int i,m,start,f;int s1,s2,c;if(n<=1){return;}m=2*n-1;HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));for(i=1;i<=n;++i){HT[i].weight=wordweight[i-1];HT[i].lchild=0;HT[i].rchild=0;HT[i].parent=0;}for(;i<=m;++i){HT[i].weight=0;HT[i].lchild=0;HT[i].rchild=0;HT[i].parent=0;}for(i=n+1;i<=m;++i){Select(i,&s1,&s2);HT[s1].parent=i;HT[s2].parent=i;HT[i].lchild=s1;HT[i].rchild=s2;HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;};//从叶子到根逆向求每个字符的哈弗曼编码HC=(Huffmancode)malloc((n+1)*sizeof(char *));cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));cd[n-1]='\0';for(i=1;i<=n;i++){start =n-1;for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent){if(HT[f].lchild==c)cd[--start]='0';else cd[--start]='1';HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));strcpy(HC[i],&cd[start]);}}}void Select(int i,int*t1,int*t2){int j=1;while(HT[j].parent!=0){j++;}*t1=j;for(;j<=i;j++){if(HT[j].parent==0&&(HT[j].weight<HT[*t1].weight)) *t1=j;}HT[*t1].parent=1;j=1;while(HT[j].parent!=0){j++;}*t2=j;for(;j<=i;j++){if(HT[j].parent==0&&(HT[j].weight<HT[*t2].weight)) *t2=j;}}void for_weight(void) //求每个字母的权值{FILE *fp;char t_char;int t,i;if((fp=fopen("哈弗曼编码.txt","r"))==NULL){printf("不能打开文件\n");exit(1);}t_char= fgetc(fp);for(i=0;i<26;i++) wordweight[i]=0;while (t_char!= EOF){if((t_char>='a')&&(t_char<='z')) t=t_char-'a';if((t_char>='A')&&(t_char<='Z')) t=t_char-'A';wordweight[t]+=1;t_char= fgetc(fp);}fclose(fp);}void HuffmanDecoding(){ int j,i=51,n=0;printf("请输入5位数的哈弗曼编码\n");char s[6];scanf("%s",s);while(i!=0){if (*(s+n)=='0'){i=HT[i].lchild;}else if(*(s+n)=='1')i=HT[i].rchild;else i=HT[i].lchild;n++;if(i!=0)j=i;}printf("该哈弗曼编码对应的字符为：%c\n",'a'-1+j); }- 10 -。