实验报告2二叉树及哈夫曼编码Word下载.docx
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（3）理解哈夫曼树的构造算法，学习设计哈夫曼编码和译码系统。
二、实验环境（实验设备）
硬件:
微型计算机
软件:
MicrosoftVisualC++6.0
三、实验原理及内容
实验题一：
在二叉链表上实现二叉树运算
（1）设计递归算法，实现下列二叉树运算：
删除一棵二叉树、求一棵二叉树的高度、求一棵二叉树中叶子结点数、复制一棵二叉树、交换一棵二叉树的左右子树。
（2）设计算法，按自上到下，从左到右的顺序，按层次遍历一棵二叉树。
（3）设计main函数，测试上述每个运算。
内容：
1、建立头文件BTree.H，在该文件中定义二叉树的链式存储结构，并编写二叉树的各种基本操作实现函数。
同时建立一个验证操作实现的主函数文件Test.cpp，编译并调试程序，直到正确运行。
注意：
需要用到队列的有关操作。
说明：
二叉树的基本操作可包括：
（1）voidClear（BTreeNode*BT）清除一棵二叉树，并释放结点空间
（2）voidMakeTree（BTreeNode*BT）构造一棵二叉树BT
（3）voidBreakTree（BTreeNode*BT）撤销一棵二叉树BT
（4）voidPreOrder（BTreeNode*BT）先序遍历二叉树BT
（5）voidInOrder（BTreeNode*BT）中序遍历二叉树BT
（6）voidPostOrder（BTreeNode*BT）后序遍历二叉树BT
（7）voidFloorOrder（BTreeNode*BT）层次遍历二叉树BT
（8）intSize（BTreeNode*BT）求二叉树BT的结点数量
（9）voidExchange（BTreeNode*BT）把二叉树BT的左右子树进行交换
（10）intGetHeight（BTreeNode*BT）求二叉树BT的高度
（一）概要设计
1.流程图及设计思想
2.本程序包含的模块
（1）主程序模块
Voidmain（）
{
初始化；
构造一棵二叉树；
各种遍历二叉树；
对二叉树进行各种常见运算；
删除二叉树；
}
（2）二叉树模块——实现二叉树的抽象数据类型和基本操作
（3）队列模块——实现队列的抽象数据类
（4）二叉树运算模块——求二叉树的结点，叶子数目
（二）详细设计
一．先序遍历：
A．自然语言描述:
1.判断根节点会否为空，如果为空，返回
2.如果根节点不为空
3.先输出根节点，再递归调用自身依次输出左孩子和右孩子
B．代码详细分析
template<
classT>
voidBinaryTree<
T>
:
PreOrder（void（*Visit）（T&
x））
{
PreOrder（Visit,root）;
}
template<
x）,BTNode<
*t）
if（t）
Visit（t->
element）;
PreOrder（Visit,t->
lChild）；
PreOrder（Visit,t->
rChild）;
}}
二．中序遍历：
1.判断根节点是否为空，如果为空，返回
3.递归调用自身输出左孩子，再输出根结点，递归调用输出右孩子
B．代码详细分析：
InOrder（void（*Visit）（T&
InOrder（Visit,root）;
InOrder（Visit,t->
lChild）;
三．后序遍历：
A．自然语言描述：
3.递归调用自身输出左孩子和右孩子，再输出根结点
PostOrder（void（*Visit）（T&
PostOrder（Visit,root）;
PostOrder（Visit,t->
Visit（t->
四．层次遍历二叉树：
1．定义头指针和尾指针和空指针p
2.根节点是否为空，如果是，结束
3.如果不是，根节点入队
4.取队首元素，输出队首元素
5.将队首的非空左右结点入队列，删除队首元素
6.循环下去，直到队列为空
FloorOrder（void（*Visit）（T&
x））
FloorOrder（Visit,root）;
;
FloorOrder（void（*Visit）（Visit<
*x）,BTNode<
*t）
{SeqQueue<
BTNode<
*>
se（100）;
se.EnQueue（t）;
BTNode<
*temp;
while（!
se.IsEmpty（））
se.Front（temp）;
Visit（temp）;
se.DeQueue（）;
if（temp->
lchild）
se.EnQueue（temp->
lchild）;
child）
rchild）;
五．求二叉树的结点数：
A.自然语言描述：
1：
判断根节点是否为空，如果为空，返回0
2：
如果根节点不为空
3：
递归调用求二叉树的结点数的函数，参数改为根节点的左孩子
4：
递归调用求二叉树的结点数的函数，参数改为根节点的右孩子
5：
返回根节点的左右字数的结点数之和
B．代码详细分析:
intBinaryTree<
Size（）
returnSize（root）;
Size（BTNode<
if（!
t）
return0;
else
returnSize（t->
lChild）+Size（t->
rChild）+1;
六．二叉树的左右交换:
2.如果不为空，再判断该节点左右孩子是否同时为空，
3.如果是，返回
4.如果不为空，交换左右孩子
5.返回循环，遍历左右子树
Exchange（）
Exchange（root）;
Exchange（BTNode<
return;
*temp;
temp=t->
lChild;
t->
lChild=t->
rChild;
rChild=temp;
Exchange（t->
七．求二叉树的深度：
判断根节点是否为空，如果根节点为空，返回0
如果根节点不为空但是根节点的左右孩子同时为空，返回1
如果以上两个条件都不成立
递归调用求二叉树的深度，函数的参数改为根节点的左孩子，并且深度初始化为1
递归调用求二叉树的深度，函数的参数改为跟结点的右孩子，并且深度初始化为0
6：
返回4与5步中得出深度较大的那个数作为二叉树的深度数
B．代码详细分析:
GetHeight（BTNode<
inttempl;
inttempr;
templ=GetHeight（t->
tempr=GetHeight（t->
if（templ++>
tempr++）
returntempl;
returntempr;
测试结果
二叉树基本运算源代码：
BTree.>
usingnamespacestd;
structBTNode
Telement;
*lChild,*rChild;
BTNode（）
lChild=rChild=NULL;
BTNode（constT&
x）
element=x;
BTNode（constT&
x,BTNode<
*l,BTNode<
*r）
lChild=l;
rChild=r;
};
classBinaryTree
public:
BinaryTree（）{root=NULL;
~BinaryTree（）{Clear（root）;
boolIsEmpty（）const;
voidClear（）;
boolRoot（T&
x）const;
intSize（）;
voidMakeTree（constT&
e,BinaryTree<
&
left,BinaryTree<
right）;
voidBreakTree（T&
voidLevelOrder（void（*Visit（T&
x）））;
voidPreOrder（void（*Visit）（T&
x））;
voidInOrder（void（*Visit）（T&
voidPostOrder（void（*Visit）（T&
voidExchange（）;
intGetHeight（）;
protected:
*root;
private:
voidClear（BTNode<
*t）;
intSize（BTNode<
voidLevelOrder（void（*Visit）（T&
voidExchange（BTNode<
intGetHeight（BTNode<
Clear（BTNode<
Clear（t->
deletet;
boolBinaryTree<
Root（T&
x）const
if（root）
x=root->
element;
returntrue;
returnfalse;
MakeTree（constT&
right）
if（root||&
left==&
right）
root=newBTNode<
（e,left.root,right.root）;
left.root=right.root=NULL;
BreakTree（T&
x,BinaryTree<
root||&
right||left.root||right.root）
x=root->
left.root=root->
right.root=root->
deleteroot;
root=NULL;
voidVisit（T&
cout<
<
x<
"
"
emplate<
FloorOrder（void（*Visit）（T&
SeqQueue<
*tmp;
se.Front（tmp）;
Visit（tmp）;
if（tmp->
lChild）
se.EnQueue（tmp->
GetHeight（）
returnGetHeight（root）;
emplate<
Test.Cpp：
#include"
BTree.（）
BinaryTree<
char>
a,b,x,y,z;
y.MakeTree（'
E'
a,b）;
z.MakeTree（'
F'
x.MakeTree（'
C'
y,z）;
D'
B'
y,x）;
前序遍历"
endl;
z.PreOrder（Visit）;
中序遍历"
z.InOrder（Visit）;
后序遍历"
z.PostOrder（Visit）;
层次遍历"
z.LevelOrder（Visit）;
cout<
结点数量:
z.Size（）<
z.Exchange（）;
左右交换后的前序遍历"
z.PreOrder（Visit）;
树的高度:
z.GetHeight（）<
return0;
实验题二：
哈夫曼编码和译码系统
（1）所设计的系统重复显示以下菜单项：
B―――建树：
读入字符集和各字符频度，建立哈夫曼树。
T―――遍历：
先序和中序遍历二叉树。
E―――生成编码：
根据已建成的哈夫曼树，产生各字符的哈夫曼编码。
C―――编码：
输入由字符集中字符组成的任意字符串，利用已生成的哈夫曼编码进行编码，显示编码结果，并将输入的字符串及其编码结果分别保存在磁盘文件textfile.txt和codefile.txt中。
D―――译码：
读入codefile.txt，利用已建成的哈夫曼树进行译码，并将译码结果存入磁盘文件result.txt中。
P―――打印：
屏幕显示文件textfile.txt、codefile.txt和result.txt。
X―――退出。
源代码
#include<
iostream>
cstdlib>
queue>
string>
int*weightArray;
strings;
string*codeArray;
structBTNode{
*lChild,*rChild;
BTNode（）{
lChild=rChild=NULL;
x）{
element=x;
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