数据结构实验报告图的基本运算及飞机换乘次数最少问题.docx
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数据结构实验报告图的基本运算及飞机换乘次数最少问题
实验报告
实验名称：
二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现
一、问题描述
1.实验目的和要求
a.创建一棵二叉树，实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树，计算二叉树结点个数等操作。
b.哈夫曼编码/译码系统。
2.实验任务：
能成功演示二叉树的有关运算，运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存
3.实验内容：
a.①创建一棵二叉树；②先序、中序和后序遍历这棵二叉树；③计算二叉树结点个数
b.哈夫曼编码译码系统
二程序设计
三.程序代码
主函数：
#include"CreateHfmTree.h"
#include
#include
usingnamespacestd;
voidmain（）
{
cout<<"<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"<cout<<"'M'------Showthismenu."<cout<<"'B'------Builduptree:
readcharactersetandfrequencyofeachcharacter,builduphfmtree."<cout<<"'T'------Tracethetree:
PreOrderandInOrdertheBTree."<cout<<"'E'------Generatecode:
Accordingtothebuildeduphfmtree,generatethecodesforallcharacter."<cout<<"'C'------Encode:
Inputarbitarystringformedbycharacterswhichhavebeengeneratedcode,utilizethecodestoecodeandprinttheresultofencoding.（endwith'#'）"<cout<<"'D'------Translate:
readcodefile.txt,utilizetheexisitinghfmtreetotranslatecodeandrestorecodeIntohardwarefileresult.txt."<cout<<"'P'------Print:
Printthecontentsoffile:
textfile.txt,codefile.txt,result.txtonthescreen."<cout<<"'X'------Exit:
Exitthissystem."<cout<<"'-'------Delete:
Deletecharacterset,characterfrequencies,codesandHfmTreeiftheyareexist."<intw[100];chardata[100];
intn;charchoice;inti,j;
HfmTreehfm;
HfmNode*ht;
HfmCode*hc;
chars[1000];
repeat1:
cout<cout<<"Pleaseinputyourchioce:
";cin>>choice;
cout<if（choice=='b'||choice=='B'）
{
cout<<"Pleaseinputthenumberofelementarycode:
";cin>>n;
cout<<"---------------------------------------------------------------"<cout<<"Allocatingthememory..."<cout<<"Allocatingthecomplete."<cout<<"---------------------------------------------------------------"<cout<<"Pleaseinputalltheelementarycodes:
"<for（inti=0;i>data[i];
cout<<"PleaseinputalltheFrenquencies:
"<for（i=0;i>w[i];
hfm=CreateHfmTree（w,data,4）;gotorepeat1;
}
if（choice=='t'||choice=='T'）
{
cout<<"hfm";hfm.PreOrder（Visit）;
cout<<"hfm";hfm.InOrder（Visit）;
gotorepeat1;
}
if（choice=='e'||choice=='E'）
{
cout<<"Generatingcode..."<ht=newHfmNode[2*n-1];
hc=newHfmCode[n];
hfm.Grcode（w,data,n,ht,hc）;
for（i=0;i{
cout<<"'"<";
for（j=hc[i].start+1;jcout<cout<}
cout<<"CodeGeneratecomplete."<gotorepeat1;
}
if（choice=='c'||choice=='C'）
{
cout<<"Pleaseinputthearticlethatyouwanttocode:
"<charch;inti=0;
while
（1）
{
cin>>ch;
s[i++]=ch;
if（ch=='#'）
break;
}
intlength=i;
ofstreamoutf（"testfile.txt"）;
if（!
outf）
{
cout<<"Can'tOpenthefile!
";return;
}
i=0;
while（s[i]!
='#'）
{
outf.put（s[i]）;
i++;
}
outf.close（）;
cout<cout<<"Resultofencoding:
";
hfm.Encode（ht,hc,n,"testfile.txt","codefile.txt"）;
cout<cout<<"Encodingcomplete."<gotorepeat1;
}
if（choice=='d'||choice=='D'）
{
cout<<"Startingtranslatingcode..."<cout<<"Result:
";
hfm.Decode（ht,n,"codefile.txt","resultfile.txt"）;
cout<gotorepeat1;
}
if（choice=='p'||choice=='P'）
{
cout<<"----------------------testfile.txt----------------------"<hfm.Print（"testfile.txt"）;
cout<<"--------------------------------------------------------"<cout<cout<<"----------------------codefile.txt----------------------"<hfm.Print（"codefile.txt"）;
cout<<"--------------------------------------------------------"<cout<cout<<"----------------------resultfile.txt----------------------"<hfm.Print（"resultfile.txt"）;
cout<<"--------------------------------------------------------"<cout<gotorepeat1;
}
if（choice=='x'||choice=='X'）
return;
if（choice=='-'）
{
hfm.Clear（）;
cout<<"DeleteAll..."<gotorepeat1;
}
二叉树类：
#include"BTNode.h"
#include"seqqueue.h"
template
classBinaryTree
{
public:
BinaryTree（）{root=NULL;}
boolIsEmpty（）const;
voidClear（）;
boolRoot（T&x）const;
voidMakeTree（constT&x,BinaryTree&left,BinaryTree&right）;
voidMakeTree（constT&x,constT&y,BinaryTree&left,BinaryTree&right）;
voidBreakTree（T&x,BinaryTree&left,BinaryTree&right）;
voidPreOrder（void（*Visit）（T&x））;
voidInOrder（void（*Visit）（T&x））;
voidPostOrder（void（*Visit）（T&x））;
voidLevalOrder（）;
intSize（）;
protected:
BTNode*root;
private:
voidClear（BTNode*t）;
voidPreOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*T）;
voidInOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*T）;
voidPostOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*T）;
voidLevalOrder（BTNode*t）;
intSize（BTNode*t）;
};
template
boolBinaryTree:
:
IsEmpty（）const
{
returnroot==NULL;
}
template
voidBinaryTree:
:
Clear（BTNode*t）
{
if（t）
{
if（t->lChild）
Clear（t->lChild）;
if（t->rChild）
Clear（t->rChild）;
deletet;
t=NULL;
}
}
template
voidBinaryTree:
:
Clear（）
{
Clear（root）;
}
template
boolBinaryTree:
:
Root（T&x）const
{
if（root）
{
x=root->element;
returntrue;
}
else
returnfalse;
}
template
voidBinaryTree:
:
MakeTree（constT&x,BinaryTree&left,BinaryTree&right）
{
cout<<"hereinBinaryTree:
:
MakeTree."<if（root||&left==&right）return;
root=newBTNode（x,left.root,right.root）;
left.root=right.root=NULL;
}
template
voidBinaryTree:
:
MakeTree（constT&x,constT&y,BinaryTree&left,BinaryTree&right）
{
if（root||&left==&right）return;
root=newBTNode（x,y,left.root,right.root）;
left.root=right.root=NULL;
}
template
voidBinaryTree:
:
BreakTree（T&x,BinaryTree&left,BinaryTree&right）
{
cout<<"hereinBinaryTree:
:
BreakTree."<if（!
root||&left==&right||left.root||right.root）return;
x=root->element;
left.root=root->lChild;right.root=root->rChild;
deleteroot;root=NULL;
}
template
voidVisit（T&x）
{
cout<}
template
voidBinaryTree:
:
PreOrder（void（*Visit）（T&x））
{
cout<<"先序遍历为：
";
PreOrder（Visit,root）;
cout<}
template
voidBinaryTree:
:
PreOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*t）
{
if（t）
{
Visit（t->element）;
PreOrder（Visit,t->lChild）;
PreOrder（Visit,t->rChild）;
}
}
template
voidBinaryTree:
:
InOrder（void（*Visit）（T&x））
{
cout<<"中序遍历为：
";
InOrder（Visit,root）;
cout<}
template
voidBinaryTree:
:
InOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*t）
{
if（t）
{
InOrder（Visit,t->lChild）;
Visit（t->element）;
InOrder（Visit,t->rChild）;
}
}
template
voidBinaryTree:
:
PostOrder（void（*Visit）（T&x））
{
cout<<"后序遍历为：
";
PostOrder（Visit,root）;
cout<}
template
voidBinaryTree:
:
PostOrder（void（*Visit）（T&x）,BTNode*t）
{
if（t）
{
PostOrder（Visit,t->lChild）;
PostOrder（Visit,t->rChild）;
Visit（t->element）;
}
}
template
voidBinaryTree:
:
LevalOrder（BTNode*t）
{
SeqQueue*>q（100）;
if（!
t）return;
q.EnQueue（t）;
while（!
q.IsEmpty（））
{
t=q.DeQueue（）;
cout<element<<"";
if（t->lChild）q.EnQueue（t->lChild）;
if（t->rChild）q.EnQueue（t->rChild）;
}
cout<}
template
voidBinaryTree:
:
LevalOrder（）
{
LevalOrder（root）;
}
template
intBinaryTree:
:
Size（BTNode*t）
{
if（!
t）return0;
else
returnSize（t->lChild）+Size（t->lChild）+1;
}
template
intBinaryTree:
:
Size（）
{
returnSize（root）;
}
二叉树结点类：
#include
template
structBTNode
{
BTNode（）{lChild=rChild=NULL;}
BTNode（constT&x）
{
element=x;lChild=rChild=NULL;
}
BTNode（constT&x,BTNode*l,BTNode*r）
{
element=x;lChild=l;rChild=r;
}
BTNode（constT&x,constT&y,BTNode*l,BTNode*r）
{
element=x;word=y;lChild=l;rChild=r;
}
Telement;
Tword;
BTNode*lChild,*rChild;
};
哈夫曼树类：
#include"BinaryTree.h"
#include
structHfmNode
{
charword;
intweight;
intparent;
intlchild;
intrchild;
};
structHfmCode
{
intbit[10000];
intstart;
intweight;
};
template
classHfmTree:
publicBinaryTree
{
public:
operatorT（）const{returnweight;}
TgetW（）{returnweight;}
voidputW（constT&x）{weight=x;}
voidSetNull（）{root=NULL;}
voidGrcode（Tw[],charc[],intn,HfmNodeht[],HfmCodehc[]）;
voidEncode（HfmNodeht[],HfmCodehc[],intcount,char*record,char*tranvers）;
voidDecode（HfmNodeht[],intcount,char*in,char*fout）;
voidPrint（char*in）;
private:
Tweight;
};
template
voidHfmTree:
:
Grcode（Tw[],charc[],intn,HfmNodeht[],HfmCodehc[]）
{
intm1,m2,x1,x2;
chard1,d2;
inti,j;
for（i=0;i<2*n-1;i++）
{
if（i{
ht[i].weight=w[i];
ht[i].word=c[i];
}
else
{
ht[i].weight=0;
ht[i].word='#';
}
ht[i].parent=0;
ht[i].lchild=-1;
ht[i].rchild=-1;
}
for（i=0;i{
m1=m2=1000;
x1=x2=0;
d1=d2='#';
for（j=0;j{
if（ht[j].weight{
m2=m1;m1=ht[j].weight;
d2=d1;d1=ht[j].word;
x2=x1;x1=j;
}
elseif（ht[j].weight{
m2=ht[j].weight;
d2=ht[j].word;
x2=j;
}
}
ht[x1].parent=n+i;
ht[x2].parent=n+i;
ht[n+i].weight=ht[x1].weight+ht[x2].weight;
ht[n+i].lchild=x1;
ht[n+i].rchild=x2;
}
HfmCodecd;
intchild,parent;
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