实验三 树的应用

华北水利水电学院数据结构实验报告2012～2013学年第一学期2010级计算机科学与技术专业班级：2010134 学号：201013418 姓名：杨学成实验三树的应用一、实验题目：树的应用——哈夫曼编码二、实验内容：利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道的利用率，缩短信息传输的时间，降低传输成本。

根据哈夫曼编码的原理，编写一个程序，在用户输入结点权值的基础上求哈夫曼编码。

从键盘输入若干字符及每个字符出现的频率，将字符出现的频率作为结点的权值，建立哈夫曼树，求出各字符的哈夫曼编码。

要求：1．输出存放哈夫曼树的数组HT的初态和终态；2．输出每个字符的哈夫曼编码；3．输入由上述若干字符组成的字符串，对电文进行编码并输出；4．（选作）输入电文的哈夫曼编码，进行译码并输出。

三、程序源代码：#include <iostream.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>typedef struct{char date;int weight;int parent,lchild,rchild;}HTNode ,*HuffmanTree;typedef char * *HuffmanCode;void Select(HuffmanTree HT,int i,int &s1,int &s2){int m1,m2,k;m1=m2=10000;s1=s2=0;for (k=1;k<=i;k++){if((HT[k].parent==0)&&(HT[k].weight<m1)){m2=m1;s2=s1;m1=HT[k].weight;s1=k;}else if((HT[k].parent==0)&&(HT[k].weight<m2)){m2=HT[k].weight;s2=k;}}}void main (){char str[81],str2[81];HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;int w[81], n,i,s1,s2,m,c,f;printf ("请输入编码字符的个数:");scanf("%d",&n);printf("\n编码字符:");cin>>str;printf("\n请输入字符对应的权重:");for (i=0;i<n;i++){scanf("%d",&w[i]);}if(n<=1) return;m=2*n-1;HT=(HuffmanTree) malloc ((m+1)*sizeof(HTNode));for(i=1;i<=n;++i){HT[i].date=str[i-1];HT[i].weight=w[i-1];HT[i].parent=0;HT[i].lchild=0;HT[i].rchild=0;}for(;i<=m;++i){HT[i].date='-';HT[i].weight=0;HT[i].parent=0;HT[i].lchild=0;HT[i].rchild=0;}cout<<" HT的初态"<<endl;cout<<"-------------------------------------------------------------"<<endl;cout<<" date weight parent lchild rchild"<<endl;cout<<"-------------------------------------------------------------"<<endl;for(i=1;i<=m;i++){printf("%4c %4d %4d %4d %4d\n" ,HT[i].date,HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);cout<<"-----------------------------------------------------------"<<endl;}for (i=n+1;i<=m;++i){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;}cout<<" HT的终态"<<endl;cout<<"-------------------------------------------------------------"<<endl;cout<<" date weight parent lchild rchild"<<endl;cout<<"-------------------------------------------------------------"<<endl;for(i=1;i<=m;i++){printf("%4c %4d %4d %4d %4d\n" ,HT[i].date,HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);cout<<"-------------------------------------------------------------"<<endl;}HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char *));char *cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));cd[n-1]='\0';for (i=1;i<=n;++i)int 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]);}free(cd);cout<<"字符的编码"<<endl;for (i=1;i<=n;i++){printf("%c : %s\n",HT[i].date,HC[i]);}printf("请输入上述字符组成的任何字符串：");cin>>str2;for (i=0;str2[i]!='\0';i++){for (int j=1;j<=n;j++){if (str2[i]==HT[j].date)cout<<HC[j];}}cout<<endl<<"请输入哈夫曼电文的编码:";cin>>str2;char str4[81];int k=0,tr=0;for (i=0;str2[i]!='\0';i++)int a=i, t=0;char str3[81];tr=0;str3[t]=str2[i];t++;str3[t]='\0';for(;strlen(str3)<n;){for (int j=1;j<=n;j++){if( strcmp(str3,HC[j])==0){str4[k]=HT[j].date;k++;tr=1;}}if (tr==1)break;i++;str3[t]=str2[i];t++;str3[t]='\0';}}if (tr==0){cout<<"It is error.";str4[k]='\0';}else{str4[k]='\0';cout<<str4;}cout<<endl;}四、测试结果：五、小结（包括收获、心得体会、存在的问题及解决问题的方法、建议等）注：内容一律使用宋体五号字，单倍行间距对我来说，数据结构这门课还是有点难度。

因为以前自己不动手写程序，现在写往往最基本的编程语言我都不会写，需要问同学。

这次试验很早就准备了，在上机实验前我就用了大概周末两天时间把它做完了。

当然很多不会的都是问我的同学，但都是我自己写的。

做实验前先把书看了一遍，但做的时候依然有些困难，倒不是那些算法的问题，因为算法书上都有，主要是逻辑和一些基本的对象连接的问题。

做这道题我大的逻辑是有的，但具体到很多小的问题我就不清楚了。

因为编程语言学的不好，所以不敢调用函数，一个主函数就把所有的问题都包括了，所以结构不是很好。

原来以为第四问比较好做，我同学也告诉我做完第二小题后面的都很简单，结果我做的时候发现在四道小题里面第四题还是比较难实现。

尝试做了几个小时才把第四问循环的时候出现的各种问题解决掉。

后来发现赫夫曼电文编码输入错误的概率很小，忘记了判断错误，最后才加上判错。

一直想抽时间把这个程序改成函数调用，但时间一久就不了了之了。

因为这次试验当时实验做完没有写小结，现在好多细节不记得了，望老师见谅。

（完）。