4赫夫曼编码文档格式.docx
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1概述
1.1现状分析
目前进行快速远距离通信的主要手段是电报，而电报通信的数码拨号时，我们常常会用到十进制，八进制，十六进制制数等。
而输入数字后，数据将以二进制数编码后进行远距离通信传送。
1.2存在的问题
在十进制，八进制，十六进制制数中往往为了提高通讯效率，会采用二进制数码尽可能短。
但每个字符设计长度不等的编码，让电文中出现多次数较多，这就造成大量的资源浪费。
1.3实现意义
利用赫夫曼编码进行通信可大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本，减少代码错误率。
有效的数据压缩节省数据文件的存储空间和网络的传送时间。
2系统分析
实验先对输入的一串字符进行个数统计；
然后将各字符出现的频率作为各自的权值进行赫夫曼编码，并打印对应对的赫夫曼编码序列。
然后又对编码序列进行回译。
2.1实现功能
1.赫夫曼的建立；
2.赫夫曼编码的生成；
3.编码文件的译码；
2.2先是一个统计各字符的函数
intjsq（char*s,intcnt[],charstr[]）
在其中定义一个数组temp[26]
即temp[0]表示A的频率；
同理
Temp[2]表示B的频率
依此类推；
函数最后返回值为字符串的种类。
2.3建立赫夫曼树的的算法
voidChuffmanTree（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC,intcnt[],charstr[]）
增加一个选择函数：
voidselect（HuffmanTreeT,intk,int*s1,int*s2）
即在对应的parent为0的结点中选取权值最小的两个结点
在建立赫夫曼树的算法中：
先对各节点初始化，对应的均为0；
在对叶子节点进行权值赋值；
选取两个parent为零的权值最小的两结点，将它们分为另一新结点的左右孩子，并将他们的权值和作为新结点的权值。
这样在结点中不断在选取，知道无法选取为止。
则赫夫曼树已经建立好。
2.4获得赫夫曼编码
voidHuffmanEncoding（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC）
只需将对对应的叶子结点进行遍历，遇到是左子树则是0，右子树则为1；
对每个叶子结点进行又下到上遍历直到根节点即得到对应的逆编码，存入一个数组中，然后逆向打印。
即可。
2.5对对印的编码进行回译
只需逐个读取，直到符合某个字符的编码即打印出来，这样不断循环即可。
char*decode（HuffmanCodeHC）
3概要设计
4详细设计
4.1建立赫夫曼的三个函数
voidselect（HuffmanTreeT,intk,int*s1,int*s2）
{//在HT[1……k]中选择parent为0且权值最小的两个根结点，其序号分别为S1和S2
inti,j;
intmin1=100;
for（i=1;
i<
=k;
i++）//查找s1
if（T[i].weight<
min1&
&
T[i].parent==0）
{
j=i;
min1=T[i].weight;
}
（*s1）=j;
min1=32767;
i++）//查找s2,不和s1相同
T[i].parent==0&
i!
=（*s1））
min1=T[i].weight;
（*s2）=j;
}
{
char*p;
inti,j,k;
inttemp[27];
=26;
i++）
temp[i]=0;
for（p=s;
*p!
='
\0'
;
p++）
{//统计各种字符个数
if（*p>
A'
&
*p<
Z'
）{
k=*p-64;
temp[k]++;
j=0;
for（i=1,j=0;
i++）//统计有多少种字符
if（temp[i]!
=0）{
j++;
str[j]=i+64;
//将对应的数组送到数组中
cnt[j]=temp[i];
//存入对应数组的权值
returnj;
{//构造赫夫曼树HT
inti,s1,s2;
=2*num-1;
i++）//初始化HT，左右孩子，双亲，权值都为0
{HT[i].lchild=0;
HT[i].rchild=0;
HT[i].parent=0;
HT[i].weight=0;
=num;
i++）//输入num个叶节点的权值
HT[i].weight=cnt[i];
for（i=num+1;
i++）//从numd后面开始新建结点存放新生成的父节点
HT[s1].parent=i;
HT[s2].parent=i;
//将s1和s2的parent赋值
HT[i].lchild=s1;
HT[i].rchild=s2;
//新结点的左右孩子
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
//新结点的权值
for（i=0;
i++）//输入字符集中的字符
HC[i].ch=str[i];
i=1;
while（i<
=num）
printf（"
字符%c,次数为:
%d\n"
HC[i].ch,cnt[i++]）;
4.2生成赫夫曼编码文件的两个函数
voidHuffmanEncoding（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC）
{//根据赫夫曼树HT求赫夫曼编码表HC
intc,p,i,j;
//c和p分别指示T中孩子和双亲的位置
charcd[n];
//临时存放编码串
intstart;
//指示编码在cd中的起始位置
cd[num]='
//最后一位放上串结束符
start=num;
//初始位置
c=i;
//从叶子节点T[i]开始上溯
while（（p=HT[c].parent）>
0）//直至上溯到HT[c]是树根为止
{//若T[c]是T[p]的做孩子，则生成0；
否则生成代码1
cd[--start]=（HT[p].lchild==c）?
'
0'
:
1'
//cd数组用来存放每一个字母对应的01编码，
c=p;
}//while结束
strcpy（HC[i].bits,&
cd[start]）;
//将cd数组中德01代码复制到i结点中
字符%c:
"
HC[i].ch）;
for（j=start;
cd[j]!
=0;
j++）
%c"
cd[j]）;
\n"
）;
HC[i].len=num-start;
}//for结束
voidcoding（HuffmanCodeHC,char*str）
{//对str所代表的字符串进行编码，并写入文件
FILE*fp;
fp=fopen（"
codefile.txt"
"
w"
while（*str）{
if（HC[i].ch==*str）{
for（j=0;
j<
HC[i].len;
j++）{
fputc（HC[i].bits[j],fp）;
break;
str++;
fclose（fp）;
4.3电文的译码
char*decode（HuffmanCodeHC）
{//代码文件coodfile.txt的译码*菡枫*
charstr[254];
//假设原文本文件不超过254个字符
char*p;
staticcharcd[n+1];
inti,j,k=0,cjs;
r"
//读文件
编码后的文件为：
while（!
feof（fp））
{cjs=0;
num&
cjs==0&
!
feof（fp）;
cd[i]='
cd[i+1]='
cd[i]=fgetc（fp）;
cd[i]）;
//打印出编码后的二进制码
for（j=1;
if（strcmp（HC[j].bits,cd）==0）
str[k]=HC[j].ch;
k++;
cjs=1;
str[k]='
p=str;
returnp;
4.4主函数
voidmain（）{
charst[254],*s,str[27];
intcn[27];
HuffmanTreeHT;
HuffmanCodeHC;
输入需要编码的字符串（假设均为大写字母）:
\n"
gets（st）;
num=jsq（st,cn,str）;
//统计字符的种类及各类字符出现的频率
ChuffmanTree（HT,HC,cn,str）;
//建立赫夫曼树
HuffmanEncoding（HT,HC）;
//生成赫夫曼编码
coding（HC,st）;
//建立电文赫夫曼编码文件
s=decode（HC）;
//读编码文件译码*菡枫*
译码后的字符串:
%s\n"
s）;
5运行与测试
6总结和心得
在这次的试验中，让我更深的了解数据结构，在做实验的时候，自己亲自动手，一点一点慢慢做，突然发现好困难，也由于平时的基本功不够，所以导致了问题的难度性加大了。
在这次的试验中，难易程度对我而言较大，程序代码难度有点大，但由于输入时不细心，导致许多的小错误，还存在着不少的问题，在同学的帮助下，慢慢解决了这个问题，但许多概念还是模棱两可的
但是，这次绝对是我的一个进步。
我以后一定认真学习，好好把握问题的关键，掌握知识的要领。
7参考文献
[1].严蔚敏、吴伟民主编《数据结构》（C语言版）清华大学出版社
[2]苏仕华主编《数据结构课程设计》机械工业出版社
[3]
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