哈夫曼编码译码系统Word文档格式.docx
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然后根据data属性按从小到大顺序排序，每次从data取出两个最小和此次小的HTNode，将他们的data相加，构造出新的HTNode作为他们的父节点，指针parent，leftchild，rightchild赋相应值。
在把这个新的节点插入最小堆。
按此步骤可以构造构造出一棵哈夫曼树。
通过已经构造出的哈夫曼树，自底向上，由频率节点开始向上寻找parent,直到parent为树的顶点为止。
这样，根据每次向上搜索后，原节点为父节点的左孩子还是右孩子，来记录1或0，这样，每个频率都会有一个01编码与之唯一对应，并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。
3、实验步骤
先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数，按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码。
然后读入要编码的文件，编码后存入另一个文件；
接着再调出编码后的文件，并对其进行译码输出，最后存入另一个文件中。
具体步骤：
1.初始化，统计文本文件中各字符的个数作为权值,生成哈夫曼树；
2.根据符号概率的大小按由大到小顺序对符号进行排序；
3.把概率最小的两个符号组成一个节点；
4.重复步骤2.3，直到概率和为1；
5.从根节点开始到相应于每个符号的“树叶”，概率大的标“0”，概率小的标“1”；
6.从根节点开始，对符号进行编码；
7.译码时流程逆向进行，从文件中读出哈夫曼树,并利用哈夫曼树将编码序列解码。
四、实验结果与分析
哈夫曼编码是动态变长编码，临时建立概率统计表和编码树。
概率小的码比较长，概率小的码比较长。
概率大的码短，这样把一篇文件编码后，就会压缩许多。
从树的角度看，哈夫曼编码方式是尽量把短码都利用上。
首先，把一阶节点全都用上，如果码字不够时，然后，再从某个节点伸出若干枝，引出二阶节点作为码字，以此类推，显然所得码长最短，再根据建立的概率统计表合理分布和放置，使其平均码长最短就可以得到最佳码。
实验截图:
五、实验心得
本次实验结合了之前所学的赫夫曼算法，并利用其原理实现赫夫曼编码/译码系统；
实验难度较之前的几次实验有所增加，所以花了比较多的时间来编写，测试代码。
期间参考了网上的一些程序，通过结合分析，了解其他人在实现这个算法时的思想，也借鉴了其中的一些东西，同时加入了自己的想法。
最终完成饿了本次的作业。
通过这次实验，我了解了一个算法到一个可以执行的程序之间还有很多工作需要做，深刻体会到实践出真知的到了，看似简单的算法在实现时却话费了这么多时间，但是这个过程中也让我学到了很多。
六、主要代码
Huffman_Tree.h：
#ifndefHuffman_Tree_h
#defineHuffman_Tree_h
#endif
#include<
stdio.h>
typedefstruct{
unsignedintweight;
unsignedintparent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
//存储赫夫曼树的结点类型
typedefchar**HuffmanCode;
//用于存储字符集中各个字符相应的赫夫曼编码
voidstrcpy（char*S1,char*S2）{//将字符串S2复制到S1
inti=0;
while（S2[i]!
='
\0'
）{
S1[i]=S2[i];
i++;
}
S1[i]='
;
}
//在HT[1]到HT[t-1]中找出权值最小的两个S1和S2-----------------------------------------------
voidSelect（HuffmanTreeHT,intt,int&
s1,int&
s2）{
inti=1;
s1=s2=0;
HT[0].weight=50000;
while（i<
=t）{//遍历查找权值最小的结点S1
if（HT[i].parent==0&
&
HT[i].weight<
HT[s1].weight）
s1=i;
i=1;
=t）{//遍历查找除S1外权值最小的结点S2
if（i!
=s1&
HT[i].parent==0&
HT[s2].weight）
s2=i;
//根据各个字符的权值构造赫夫曼树HT，将对应的赫夫曼编码存储在HC中------------------------------------------------
intHuffmanCoding（HuffmanTree&
HT,HuffmanCode&
HC,int*w,intn）{
ints1,s2,m,i,start;
unsignedintc,f;
HTNode*p;
char*cd;
if（n<
=1）return0;
m=2*n-1;
//赫夫曼树的总结点树为m
HT=（HuffmanTree）malloc（（m+1）*sizeof（HTNode））;
//申请存储赫夫曼树的空间
for（p=HT+1,i=1;
i<
=n;
++i,++p,++w）{//将各个叶子结点的weight赋以相应的权值，parent,lchild,rchild均赋为0
p->
weight=*（w+1）;
parent=p->
lchild=p->
rchild=0;
for（;
=m;
++i,++p）{//将各个非叶子结点的weight,parent,lchild,rchild均赋为0
weight=p->
for（i=n+1;
++i）{//构造赫夫曼树，给各个非叶子结点赋值
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;
//根据已建立的赫夫曼树对需要编码的字符进行编码----------------------------------------------------------
HC=（HuffmanCode）malloc（（n+1）*sizeof（char*））;
//用于存储指向存储各个字符相应赫夫曼编码的字符数组的指针
cd=（char*）malloc（n*sizeof（char））;
//分配工作所需空间
cd[n-1]='
//编码结束符
for（i=1;
++i）//逐个字符求赫夫曼编码
{
start=n-1;
//编码在数组cd[]中的最前位置
//从叶子到根逆向求编码，初始值；
停止条件；
一次循环后对上一个节点做循环
for（c=i,f=HT[i].parent;
f!
=0;
c=f,f=HT[f].parent）
if（HT[f].lchild==c）
cd[--start]='
0'
else
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]）;
//将cd[]数组的start位置到n-1位置复制给HC[i]
free（cd）;
//释放空间
return1;
Test.cpp:
stdlib.h>
#include"
Huffman_Tree.h"
#defineYes1//当程序已经调用过初始化赫夫曼树的InitHuff_T（）函数，或已从htfTree文件读取过，则将Init_Mode置为Yes，否则为No
#defineNo0
voidInitHuff_T（HuffmanTree&
HT,HuffmanCode&
HC,charch[],int&
n）{//初始化赫夫曼数，要求用户输入字符和相应权值
inti=1,w[100],temp,j;
chara[20];
//数字转字符时，用于储存赫夫曼编码
FILE*save;
printf（"
请输入编码字符集的大小:
"
）;
scanf（"
%d"
&
n）;
//获取用户输入的字符集个数
=n）{//获取用户输入的字符和相应权值，分别存储在ch[]和w[]数组中
请输入第%d个字符和该字符的权值:
i）;
fflush（stdin）;
//刷新标准输入缓冲区，把输入缓冲区里的东西丢弃
%c%d"
ch[i],&
w[i]）;
ch[i]='
//哈夫曼树保存--------------------------------------------------------------------------------------------
HuffmanCoding（HT,HC,w,n）;
//根据用户的输入，生成赫夫曼数及各个字符相应的赫夫曼编码，分别存在HT树和HC中
if（（save=fopen（"
hfmTree.TXT"
"
w"
））==NULL）{//打开用于存储赫夫曼树的文件
Openfilefail......\n"
exit（0）;
temp=n;
//将字符集大小转换成字符形式写入到文件hfmTree.TXT中
j=0;
while（temp!
=0）{//计算数字位数
temp=temp/10;
j++;
//数字转字符
a[j]='
=0）{
a[j-1]=（char）（temp%10+48）;
j--;
fputs（a,save）;
%d\n
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