哈夫曼实验报告材料(附代码)

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哈夫曼编码实验报告

哈夫曼编码实验报告
五、流程图
六、实验结果演示
七、在编写程序过程中遇到的困难和解决的方法
一、实验容
根据输入的n个带权结点,构造出哈夫曼树,并且把构造结果输出到屏幕。
二、实验说明
哈夫曼数,也称最优二叉树,是指对于一组带有确定权值的叶结点,构造的具有最小带权路径长度的二叉树。
设二叉树具有n个带权值的叶结点,那么从根结点到各个叶结点的路径长度与相应结点权值的乘积之和叫做二叉树的带权路径长度WPL,记作:WPL= 。在给定一组具有确定权值的叶结点,可以构造出不同的带权二叉树。根据哈夫曼树的定义,一棵二叉树要使其WPL值最小,必须使权值越大的叶结点越靠近根结点,而权值越小的叶结点越远离根结点。
Ⅲ.构建哈夫曼树……………………………………………………………6
Ⅳ.对构建好的哈夫曼树进行遍历确定每个结点的编码…………………7
3.输出设置…………………………………………………………7
Ⅰ.输出每个结点的父亲、左孩子、右孩子结点…………………………7
Ⅱ.输出每个结点的哈夫曼编码……………………………………………8
4、重复(2)(3)两步,当F中只剩下一棵二叉树时,这棵二叉树便是所要建立的哈夫曼树。
所以,构造哈夫曼树主要由两个步骤组成:一是选择所有结点中权值最小的两个结点,二是将这些结点加入到二叉树中,构建成哈夫曼树。
1、在所有结点中选出权值最小的两个结点。
Ⅰ、选择权值最小的两个结点并不难,难在如何判断该结点是否已经使用过,若不能正确判断前面构造的哈夫曼树中是否使用过该结点,可能造成结点重复出现在树中,出现错误。根据哈夫曼树构造的特点,当两个结点的权值为最小时就将做为新的二叉树的左(右)子树,而它们的权值之和为它们的根结点,所以可以通过判断该结点是否有父亲结点来判断它是否被使用过。

《哈夫曼编码》实验报告

《哈夫曼编码》实验报告

《哈夫曼编码》实验报告《哈夫曼编码》实验报告一、实验目的1、掌握哈夫曼编码原理;2、熟练掌握哈夫曼树的生成方法;3、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。

二、实验要求实现哈夫曼编码和译码的生成算法。

三、实验步骤编写代码如下:#include#include#include#define MAXLEN 100typedef struct{int weight;int lchild;int rchild;int parent;char key;}htnode;typedef htnode hfmt[MAXLEN];int n;void inithfmt(hfmt t){int i;printf("\n");printf("--------------------------------------------------------\n"); printf("**********************输入区**********************\n");printf("\n请输入n=");scanf("%d",&n);getchar();for(i=0;i<2*n-1;i++){t[i].weight=0;t[i].lchild=-1;t[i].rchild=-1;t[i].parent=-1;}printf("\n");}void inputweight(hfmt t){int w;int i;char k;for(i=0;i<n;i++)< bdsfid="112" p=""></n;i++)<>{printf("请输入第%d个字符:",i+1);scanf("%c",&k);getchar();t[i].key=k;printf("请输入第%d个字符的权值:",i+1);scanf("%d",&w);getchar();t[i].weight=w;printf("\n");}}void selectmin(hfmt t,int i,int *p1,int *p2){long min1=999999;long min2=999999;int j;for(j=0;j<=i;j++)if(t[j].parent==-1)if(min1>t[j].weight){min1=t[j].weight;*p1=j;}for(j=0;j<=i;j++)if(t[j].parent==-1)if(min2>t[j].weight && j!=(*p1))//注意 j!=(*p1)) { min2=t[j].weight;*p2=j;}}void creathfmt(hfmt t){int i,p1,p2;inithfmt(t);inputweight(t);for(i=n;i<2*n-1;i++){selectmin(t,i-1,&p1,&p2);t[p1].parent=i;t[p2].parent=i;t[i].lchild=p1;t[i].rchild=p2;t[i].weight=t[p1].weight+t[p2].weight;}}void printhfmt(hfmt t){int i;printf("------------------------------------------------------------------\n");printf("**************哈夫曼编数结构:*********************\n"); printf("\t\t权重\t父母\t左孩子\t右孩子\t字符\t");for(i=0;i<2*n-1;i++){printf("\n");printf("\t\t%d\t%d\t%d\t%d\t%c",t[i].weight,t[i].parent,t[i].lc hild,t [i].rchild,t[i].key);}printf("\n------------------------------------------------------------------\n");printf("\n\n");}void hfmtpath(hfmt t,int i,int j){int a,b;a=i;b=j=t[i].parent;if(t[j].parent!=-1){i=j;hfmtpath(t,i,j);}if(t[b].lchild==a)printf("0");elseprintf("1");}void phfmnode(hfmt t){int i,j,a;printf("\n---------------------------------------------\n"); printf("******************哈夫曼编码**********************"); for(i=0;i<n;i++)< bdsfid="190" p=""></n;i++)<>{j=0;printf("\n");printf("\t\t%c\t",t[i].key,t[i].weight);hfmtpath(t,i,j);}printf("\n-------------------------------------------\n"); }void encoding(hfmt t){char r[1000];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++)< bdsfid="207" p=""></n;i++)<>if(r[j]==t[i].key)hfmtpath(t,i,j);printf("\n");}void decoding(hfmt t){char r[100];int i,j,len;j=2*n-2;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++)< bdsfid="222" p=""></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");}int main(){int i,j;hfmt ht;char flag;printf("\n----------------------------------------------\n");printf("*******************编码&&译码&&退出***************");printf("\n【1】编码\t【2】\t译码\t【0】退出");printf("\n您的选择:");flag=getchar();getchar();while(flag!='0'){if(flag=='1')encoding(ht);else if(flag=='2')decoding(ht);elseprintf("您的输入有误,请重新输入。

数据实验报告书-哈夫曼树与哈夫曼编码

数据实验报告书-哈夫曼树与哈夫曼编码

《数据结构》实验报告书实验内容:哈夫曼树与哈夫曼编码201100814***计科111 ***前言计算机编程中加工处理的对象是数据,而数据具有一定的组织结构,所以学习计算机编程仅仅了解计算机语言是不够的,还必须掌握数据的组织、存储和运算的一般方法,这便是数据结构课程中所研究的内容,也是我们编写计算机程序的重要基础,由于它对计算机学科起到承前启后的作用,因此本课程被列为计算机等相关专业最重要的专业基础课;同时数据结构是计算机专业教学的一门核心课程。

计算机各领域都要用到各种数据结构,而且要从事计算机科学与技术工作,尤其是计算机领域的软件开发工作,必须具备较强的数据结构基础。

数据结构课程内容丰富、学习量大,实践性强;隐含在各部分内容中的方法和技术多;算法设计具有动态性和抽象性等特点,看懂听明白与掌握会应用之间有相当大的一段距离。

所以学生必须多实践才能进一步加深对课程的理解,理解和掌握算法设计所需的方法和技术,为整个专业学习打下良好的基础。

一、实验目的1、使学生熟练掌握哈夫曼树的生成算法。

2、熟练掌握哈夫曼编码的方法。

二、实验内容[问题描述]已知n个字符在原文中出现的频率,求它们的哈夫曼编码。

[基本要求]1. 初始化:从键盘读入n个字符,以及它们的权值,建立Huffman树。

(具体算法可参见教材P147的算法 6.12)2. 编码:根据建立的Huffman树,求每个字符的Huffman编码。

对给定的待编码字符序列进行编码。

[选作内容]1. 译码:利用已经建立好的Huffman树,对上面的编码结果译码。

译码的过程是分解电文中的字符串,从根结点出发,按字符’0’和’1’确定找左孩子或右孩子,直至叶结点,便求得该子串相应的字符。

4. 打印 Huffman树。

[测试数据]利用教材P.148 例6-2中的数据调试程序。

可设8种符号分别为A,B,C,D,E,F,G,H。

编/译码序列为“CFBABBFHGH”(也可自己设定数据进行测试)。

数据结构哈夫曼树实验报告

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、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握哈夫曼树的数据结构及其相关算法,通过实际编程实现哈夫曼编码和解码的过程,提高对数据结构的应用能力和编程技能。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,开发工具为 PyCharm。

操作系统为 Windows 10。

三、实验原理哈夫曼树(Huffman Tree),又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树。

其基本思想是通过构建一棵二叉树,使得权值较大的节点离根节点较近,权值较小的节点离根节点较远,从而实现带权路径长度的最小化。

哈夫曼编码是一种基于哈夫曼树的变长编码方式。

对于给定的字符集及其出现的频率,通过构建哈夫曼树,可以为每个字符生成唯一的编码,使得编码后的字符串总长度最短。

在构建哈夫曼树的过程中,首先将每个字符及其出现的频率作为一个独立的节点,然后按照频率从小到大的顺序进行合并,每次合并两个频率最小的节点,生成一个新的节点,其频率为两个子节点频率之和。

重复这个过程,直到所有节点合并为一个根节点,最终得到的二叉树即为哈夫曼树。

四、实验步骤1、定义节点类```pythonclass Node:def __init__(self, char, freq, left=None, right=None):selfchar = charselffreq = freqselfleft = leftselfright = rightdef __lt__(self, other):return selffreq < otherfreq```这个节点类包含了字符、频率以及左右子节点的信息,并实现了小于比较方法,以便在构建哈夫曼树时进行节点的排序。

2、构建哈夫曼树```pythondef build_huffman_tree(freq_dict):nodes = Node(char, freq) for char, freq in freq_dictitems()while len(nodes) > 1:nodessort()left = nodespop(0)right = nodespop(0)merged_freq = leftfreq + rightfreqnew_node = Node(None, merged_freq, left, right)nodesappend(new_node)return nodes0```该函数根据字符频率字典创建节点列表,然后不断合并频率最小的两个节点,直到只剩下一个节点,即哈夫曼树的根节点。

数据结构(C语言版)实验报告(哈夫曼树)

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。

赫夫曼编码实验报告

赫夫曼编码实验报告

实验五哈夫曼树和哈夫曼树编码学院专业班学号姓名一.实习目的1.掌握哈夫曼树的顺序存储方式;2.掌握建立哈夫曼树的方法;3.掌握由哈夫曼树构造哈夫曼编码的方法。

二.实习内容1.建立哈夫曼树的顺序存储结构;2.编程实现构建一棵哈夫曼树。

3.编程实现由哈夫曼树构造出哈夫曼编码三.实习步骤1. 程序代码#include<malloc.h> // malloc()等#include<limits.h> // INT_MAX等#include<stdio.h> //#include<stdlib.h> //#include<string.h>typedef struct{unsigned int weight;unsigned int parent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree; // 动态分配数组存储赫夫曼树typedef char **HuffmanCode; // 动态分配数组存储赫夫曼编码表int min(HuffmanTree t,int i){ // 返回i个结点中权值最小的树的根结点序号,函数select()调用int j,flag;unsigned int k=UINT_MAX; // 取k为不小于可能的值(无符号整型最大值) for(j=1;j<=i;j++)if(t[j].weight<k&&t[j].parent==0) // t[j]是树的根结点k=t[j].weight,flag=j;t[flag].parent=1; // 给选中的根结点的双亲赋1,避免第2次查找该结点return flag;}void select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2){ // 在i个结点中选择2个权值最小的树的根结点序号,s1为其中序号小的那个int j;s1=min(t,i);s2=min(t,i);if(s1>s2){j=s1;s1=s2;s2=j;}}void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n) // 算法6.12{ // w存放n个字符的权值(均>0),构造赫夫曼树HT,并求出n个字符的赫夫曼编码HC int m,i,s1,s2,start;unsigned c,f;HuffmanTree p;char *cd;if(n<=1)return;m=2*n-1;HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 0号单元未用for(p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w){(*p).weight=*w;(*p).parent=0;(*p).lchild=0;(*p).rchild=0;}for(;i<=m;++i,++p)(*p).parent=0;for(i=n+1;i<=m;++i) // 建赫夫曼树{ // 在HT[1~i-1]中选择parent为0且weight最小的两个结点,其序号分别为s1和s2 select(HT,i-1,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赫夫曼编码HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));// 分配n个字符编码的头指针向量([0]不用)cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); // 分配求编码的工作空间cd[n-1]='\0'; // 编码结束符for(i=1;i<=n;i++){ // 逐个字符求赫夫曼编码start=n-1; // 编码结束符位置for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)// 从叶子到根逆向求编码if( HT[f].lchild==c)cd[--start]='0';elsecd[--start]='1';HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));// 为第i个字符编码分配空间strcpy( HC[i], &cd [start] ); // 从cd复制编码(串)到HC}free(cd); // 释放工作空间}void main(){HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;int *w,n,i;printf("请输入权值的个数(>1): ");scanf("%d",&n);w=(int*)malloc(n*sizeof(int));printf("请依次输入%d个权值(整型):\n",n);for(i=0;i<=n-1;i++)scanf("%d",w+i);HuffmanCoding(HT,HC,w,n);printf("huffman树存储结构:\n");for( i=1;i<2*n;i++)printf("%4d%4d%4d%4d\n", HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);// 输出哈夫曼树的每个结点的权值、父亲结点序号、左孩子和右孩子序号。

哈夫曼树实验报告

哈夫曼树实验报告

数据结构实验报告实验名称:实验三哈夫曼树学生姓名:班级:班内序号:学号:日期:程序分析:2.1 存储结构:二叉树2.2 程序流程:template <class T>class BiTree{public:BiTree(); //构造函数,其前序序列由键盘输入 ~BiTree(void); //析构函数BiNode<T>* Getroot(); //获得指向根结点的指针protected:BiNode<T> *root; //指向根结点的头指针};//声明类BiTree及定义结构BiNodeData:二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成二叉树中的结点具有相同数据类型及层次关系哈夫曼树类的数据域,继承节点类型为int的二叉树class HuffmanTree:public BiTree<int>data:HCode* HCodeTable;//编码表int tSize; //编码表中的总字符数二叉树的节点结构template <class T>struct BiNode //二叉树的结点结构{T data; //记录数据T lchild; //左孩子T rchild; //右孩子T parent; //双亲};编码表的节点结构struct HCode{char data; //编码表中的字符char code[100]; //该字符对应的编码};待编码字符串由键盘输入,输入时用链表存储,链表节点为struct Node{char character; //输入的字符unsigned int count;//该字符的权值bool used; //建立树的时候该字符是否使用过Node* next; //保存下一个节点的地址};示意图:2.3 关键算法分析:1.初始化函数(void HuffmanTree::Init(string Input))算法伪代码:1.初始化链表的头结点2.获得输入字符串的第一个字符,并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链表中字符的个数)3.从字符串第2个字符开始,逐个取出字符串中的字符3.1 将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较,如果当前取出的字符与链表中已经存在的某个字符相同,则链表中该字符的权值加1。

哈夫曼树实验报告(付原c语言程序)

哈夫曼树实验报告(付原c语言程序)

哈夫曼树实验报告(付原c语言程序)需求分析:从终端读入一串字符,利用建立好的哈夫曼树对其进行编码,储存到文件当中去,然后从文件读入哈夫曼编码,针对每个字母对其进行译码,翻译为原来的信息。

二、概要设计程序分为以下几个模块:1、从终端读入字符集大小,n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,写入文件2、对hfmTree进行编码,建立hfm编码表。

hfmTree中去。

3、从文件ToTran读入信息,根据hfm编码表对其进行hfm编码,将编码后的信息写入文件Codefile中去4、对Codefile文件反向译码,结果储存在Textfile5、将建立的hfmTree打印在终端上,并储存于相应的中去。

Treeprint文件中去。

抽象的数据定义如下:哈夫曼树结构typedefstruct//定义哈夫曼树的结构{intweight;intparent;intlchild;intrchild;////////权值双亲左孩子右孩子}htnode,huffmantree[M+1];建立哈夫曼树voidcrthuffmantree(huffmantreeht,intw[],intn)//初始化哈夫曼树{inti,s1,s2,m;for(i=1;i<=n;i++) {ht[i].weight=w[i]; ht[i].parent=0;ht[i].lchild=0;ht[i].rchild=0;}m=2*n-1;for(i=n+1;i<=m;i++) {ht[i].weight=0;ht[i].parent=0;ht[i].lchild=0;ht[i].rchild=0;}for(i=n+1;i<=m;i++){select(ht,i-1,&s1,&s2);ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;ht[s1].parent=i;ht[s2].parent=i;ht[i].lchild=s1;ht[i].rchild=s2;}}typedefchar*huffmancode[N+1];//建立哈夫曼树编码表voidcrthuffmancode(huffmantreeht,huffmancodehc,intn){ char*cd;//新建立一个指针intstart,i,c,p;cd=(char*)malloc(n*sizeof(char))cd[n-1]='\0';//;//分配求一个字符的哈夫曼编码的空间编码结束符for(i=1;i<=n;i++){start=n-1;c=i;p=ht[i].parent;while(p!=0){--start;if(ht[p].lchild==c)cd[start]='0';elsecd[start]='1';c=p;p=ht[p].parent;}hc[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); strcpy(hc[i],&cd[start]);}free(cd);}select(huffmantreeht,intpos,int*s1,int*s2)//取最小和次小权值{intj,m1,m2;m1=m2=maxint;for(j=1;j<=pos;j++){if(ht[j].weight<m1&&ht[j].parent==0)//定义为双亲为零时才开始求,这样就做到了防止筛选过的重新加入比较列表里{m2=m1;*s2=*s1;*s1=j;m1=ht[j].weight;}elseif(ht[j].weight<m2&&ht[j].parent==0){m2=ht[j].weight;*s2=j;}}}主程序模块intmain(){初始化参数printf("请输入:初始化I;编码E;译码D;印代码文件P;印哈弗曼树T\n");printf("结束请输入Q\n");while(1){//这就是用户输入scanf("%c",&q);if(q=='Q'){break;}if(q=='I'){fpw=fopen("hfmtree.txt","w");ftest=fopen("date.txt","r");printf("请输入密码表,第一位表示密码表大小,之后按空格键开始以紧凑的格式输入编码字母和权值。

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哈弗曼编码/译码器一、程序的功能分析1.构造哈夫曼树及哈夫曼编码:从终端读入字符集大小n、n个字符以及n个对应的权值,建立哈夫曼树;利用已经建好的哈夫曼树求每个叶结点的哈夫曼编码,并保存。

2.编码:利用已构造的哈夫曼编码对“明文”文件中的正文进行编码,然后将结果存入“密文”文件中。

3.译码:将“密文”文件中的0、1代码序列进行译码。

(读文件)4.打印“密文”文件:将文件以紧凑格式显示在终端上,每行30个代码;同时,将此字符形式的编码文件保存。

5.打印哈夫曼树及哈夫曼编码:将已在存中的哈夫曼树以凹入表形式显示在终端上,同时将每个字符的哈夫曼编码显示出来;并保存到文件。

二、基本要求分析1、输入输出的要求按提示容从键盘输入命令,系统根据用户输入的需求在保证界面友好的前提下输出用户所需信息,并按要求保存文件,以便保存备份信息。

2、测试数据(1).令叶子结点个数N为4,权值集合为{1,3,5,7},字符集合为{A,B,C,D},且字符集与权值集合一一对应。

(2).令叶子结点个数N为7,权值集合为{12,6,8,18,3,20,2},字符集合为{A,B,C,D,E,F,G},且字符集与权值集合一一对应。

(3).请自行选定一段英文文本,统计给出的字符集,实际统计字符的频度,建立哈夫曼树,构造哈夫曼编码,并实现其编码和译码。

三、概要设计1.主模块的流程及各子模块的主要功能主函数负责提供选项功能,循环调控整个系统。

创建模块实现接收字符、权值、构建哈夫曼树,并保存文件,此功能是后续功能的基础。

编码模块实现利用已编好的哈夫曼树对每个字符进行哈夫曼编码,即对每个字符译出其密文代码,并保存文件。

译码模块实现对用户输入的密文翻译成明文,即用户所需的字符串信息。

输出模块实现对已编好的哈夫曼树以凹入表的的形式输出。

2、模块之间的层次关系1.采用c语言定义的相关数据类型(1)结点的类型定义描述如下:#define N 叶子结点的个数typedef strcut{int weight; /*结点权值*/int parent;int lchild;int rchild;}HNodeType;HNodeType HNode[2*N-1];(2)编码的类型定义描述如下:#define MAXBIT 10typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;}HCodeType;HCodeType HCode[N];2.各模块伪算法(1)主函数int main(){do:{界面友好设计;cout<<各个选项功能容;cin>>ch;容错处理;switch(ch){case 1:.....}}while();return 0;}(2)系统初始化模块void create() //系统初始化{for(i=0;i<2*N-1;i++) //数组HNode初始化{};从键盘接收字符;for(i=0;i<N;i++){ cout<<"输入字符"<<endl;cin>>HNode[i].data;}接收权值;构造哈夫曼树;for(i=0;i<N-1;i++){ 找最小和次小两个权值;将找出的两棵子树合并为一棵子数;}将已建好的哈夫曼树存入文件hfmtree.txt中;调用哈夫曼编码子函数;}void HaffmanCode() //对哈夫曼树进行编码{从hfmtree.txt文件中读出哈夫曼树的信息存入存HNodeType a[2*N-1];求每个叶子结点的哈夫曼编码;for(i=0;i<N;i++){从叶节点回溯,回溯到根结点(parent==-1);记录回溯路径;}打印出每个字符对应的密文;将密文信息存入文件codefile.dat中;}(3)编码模块void HfmanCode() //对用户输入的字符串进行编码{提示输入信息;接收用户输入的要编译的字符串;cin>>s;//从文件中读取哈夫曼编码信息infile.open ("F:\\codefile.dat",ios::in|ios::binary); //读文件for(i=0;i<N;i++) //将文件中的数据读出放在temp[i]//从文件中读字节到指定的存储器区域。

infile.read ((char*)&temp[i],sizeof(temp[i]));循环实现将用户输入的字符串转换成对应的密文,并保存;将保存结果存入密文文件;}(4(5五、调试分析1.调试过程中遇到的问题和对问题的解决方法对文件的读写操作不熟悉,调试时,将已写入的文件不能读出,以至于后续操作无法实现,对此,我有翻看C++程序设计课本,了解关于文件操作的具体容,明白二进制文件和文本文件的读写方式是有很大区别的,不可混淆操作。

另外,对于程序的输出阶段开始时出现了问题,递归调用没有分析清楚,递归思想是层次分明,逐层深入。

2.算法的时间复杂度(1)创建模块O(N^3)(2)编码模块O(N)(3)译码模块O(n)其中n为用户输入的密文位数(4)打印模块O(N)六、使用说明及测试结果用户根据提示信息,初次使用本系统时要首先选择创建选项来初始化系统,根据提示信息输入信息,存入文件,使得后续功能顺利实现。

非初次使用时,用户可根据自己的需求来选择功能选项,根据提示信息输入、获得所需信息。

测试:1. 令叶子结点个数N为4,权值集合为{1,3,5,7},字符集合为{A,B,C,D},且字符集与权值集合一一对应。

2.令叶子结点个数N为7,权值集合为{12,6,8,18,3,20,2},字符集合为{A,B,C,D,E,F,G},且字符集与权值集合一一对应。

3.自行选定一段英文文本,统计给出的字符集,实际统计字符的频度,建立哈夫曼树,构造哈夫曼编码,并实现其编码和译码。

w h i l c t p4 3 3 1 1 1 54.可实现多个编码文件共存以及容错处理七、程序代码#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<fstream.h>#include<string.h>#define N 7 //叶子结点的个数#define MAXBIT 50 //编码位数#define Maxvalue 100 //定义最大权值整数常量//结点的类型定义描述如下:typedef struct{char data;int weight; /*结点权值*/int parent;int lchild;int rchild;}HNodeType;HNodeType HNode[2*N-1];//编码类型描述如下:typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;char s;}HCodeType;HCodeType HCode[N];//密文格式类型typedef struct{int code[MAXBIT];int num;}CD;void create();void HaffmanCode();void print();void print_t(HNodeType temp[],HNodeType T,int h);void translate();void HfmanCode();char name[50][30];//用来记录用户输入的密文文件int filenum=0;int textnum=0;int main(){char ch;int h=1;HNodeType *pNode;pNode=HNode;do{cout<<setw(60)<<" "<<endl;cout<<setw(60)<<"--------- 欢迎进入系统!--------------"<<endl;cout<<setw(50)<<"1:初始化编译系统"<<endl<<setw(40)<<"2:编码"<<endl<<setw(40)<<"3:译码"<<endl<<setw(48)<<"4:打印哈弗曼树"<<endl<<setw(40)<<"5:退出"<<endl;cout<<setw(60)<<"--------------------------------------"<<endl;cout<<" 请选择(0~5):";cin>>ch;while(!(ch<='5'&&ch>='0')) /*输入不在0到5之间无效*/{cout<<" 数据输入错误,请重新选择(0~7):";cin>>ch;}switch(ch){case '1': create(); break; //系统初始化,构造哈夫曼树case '2': HfmanCode(); break; //对哈夫曼树进行编码case '3': translate(); break; //译码case '4': print(); //将哈夫曼树以凹入表的形式输出case '5': break;}}while(ch!='5');return 0;}void create() //模块一,系统初始化{fstream outfile;int i,j;int m1,m2,x1,x2;for(i=0;i<2*N-1;i++) //数组HNode初始化{HNode[i].data='\0';HNode[i].weight=0;HNode[i].parent=-1;HNode[i].lchild=-1;HNode[i].rchild=-1;}cout<<"分别输入"<<N<<"个叶子结点的字符。

"<<endl; //从键盘接收叶子节点的权值for(i=0;i<N;i++){cout<<"输入字符"<<endl;cin>>HNode[i].data;}cout<<"分别输入"<<N<<"个与字符对应的权值。

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