哈夫曼编译码器实验报告

实验五 哈夫曼编/译码器 学院: 工学院 系: 计算机系 专业: 计算机科学与技术 年级: 2009 姓名: 学号: 完成实验时间: 2011-5-19

一． 需求分析

1.问题描述 用huffman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。是为着这样的信息收发站写一个huffman编/译码系统。

2.基本要求 该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，并将它存进文件hfmTree中。 （2） E：编码（Encoding）。利用建好的哈夫曼树（如不在内存中，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)。(利用已经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（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TreePrin中。

3.测试数据

（1）利用下面这道题中的数据调试程序。 某系统在通信联络中只可能出现八种字符，其概率分别为0.25，0.29，0.07，0.08，0.14，0.23，0.03，0.11，试设计哈夫曼编码。 （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 PROMGRAM IS MY FAVORITE”。 字符 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．概要设计 本程序的数据类型定义为 typedef struct{ unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild; }HTNode,*HuffmanTree;

typedef char** HuffmanCode; 所实现的功能函数如下 void initHuffmanTree();//选择初始化哈夫曼树的方式 int openfileInit();//通过打开的data.txt文件初始化哈夫曼树 该文件是为了测试数据2 包涵26个字符 int inputInit();//通过手动输入字符初始化哈夫曼树 int HuffmanCoding(int *w); //初始化哈夫曼数，按照哈夫曼规则建立二叉树。此函数块调用了Select（）函数。 void Select(int j,int &s1,int &s2); //选择parent为0，且weight最小的两个节点 序号为s1，s2 void encoding();//选择哈夫曼编码方式 void openfileEnco();//通过打开文件encode.txt的方式进行编码 void inputEnco();//通过手动输入的方式进行编码 void decode();//选择译码方式 void openfileDeco();//通过打开文件CodeFile.txt的方式进行译码 void inputDeco();//通过手动输入的方式进行译码 void dispHT( HuffmanTree nodeRoot, int level ); //以缩进方式输出哈夫曼树直观图

主函数 主函数主要设计的是一个分支语句，让用户挑选所实现的功能。 如图所示： 三．详细设计 #include #include #include using namespace std; ofstream outstuf;

typedef struct{ unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild; }HTNode,*HuffmanTree;

typedef char** HuffmanCode; HuffmanTree HT=NULL; int n=0; HuffmanCode HC=NULL; char *ch=NULL;

void initHuffmanTree(); int openfileInit(); int inputInit(); int HuffmanCoding(int *w);

initHuffmanTree();初始化哈夫曼树

HuffmanCoding()构造哈夫曼树

编码调用Encoding() 译码调用Decode（） dispHT()打印哈夫曼

树

Select（）供HuffmanCoding()调用 void Select(int j,int &s1,int &s2); void encoding(); void openfileEnco(); void inputEnco(); void decode(); void openfileDeco(); void inputDeco(); void dispHT( HuffmanTree nodeRoot, int level );

void initHuffmanTree(){ //选择初始化哈夫曼树 int sel=0; for(;;){ cout<<"\t*********************************************************"< cout<<"\t* "<<"字符集及权值来源\t\t\t\t\t*"< cout<<"\t*\t"<<"1.使用权值文件data.txt进行编码\t\t\t*"< cout<<"\t*\t"<<"2.自行输入字符集及权值\t\t\t\t*"< cout<<"\t*\t"<<"3.返回上层\t\t\t\t\t*"< cout<<"\t*********************************************************"< cout<<"请输入您的选择"< cin>>sel; if(sel==3) break; switch(sel) {case 1:openfileInit();break; case 2:inputInit();break; default:cout<<"对不起，您输入的数据有误！请重新输入。"< } }; }

int openfileInit(){ //通过打开的data.txt文件初始化哈夫曼树 该文件是为了测试数据2 包涵26个字符 int *w=(int*)malloc(28*sizeof(int)); ch=(char*)malloc(28*sizeof(char)); n=27; ifstream infile("data.txt",ios::in); if(!infile){ cerr<<"open error!"< exit(1); } cout<<" 权值文件中的信息（#代表空格）"< for(int i=1;infile.eof()==0;i++){ infile>>ch[i]; infile>>w[i]; } cout< infile.close(); cout<<" 字符:"; for(i=1;i<10;i++) cout< cout<<" 权值:"; for(i=1;i<10;i++) cout< cout<<" 字符:"; for(i=10;i<19;i++) cout< cout<<" 权值:"; for(i=10;i<19;i++) cout< cout<<" 字符:"; for(i=19;i<28;i++) cout< cout<<" 权值:"; for(i=19;i<28;i++) cout< cout< n=27; HuffmanCoding(w); cout<<" 各字符编码如下："< for(i=1;i<=27;i++) { cout<<" "< cout< }; outstuf.open("code.txt",ios::out); for(i=1;i<=27;i++) {outstuf

int inputInit(){ //通过手动输入字符初始化哈夫曼树 cout<<" 请输入字符集n\t";