哈夫曼编译码器课程设计报告完整版文档格式.docx
《哈夫曼编译码器课程设计报告完整版文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈夫曼编译码器课程设计报告完整版文档格式.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数据结构（C语言版）严蔚敏、吴伟民编著；
数据结构标准教程胡超、闫宝玉编著
完成期限：
2012年6月21日
指导教师签名：
课程负责人签名：
2012年6月21日
一、设计题目（任选其一）
二、实验目的
1巩固和加深对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力；
2深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解；
3巩固构造赫夫曼树的算法；
4设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。
三、运行环境（软、硬件环境）
Windowsxpsp3，VisualC++6.0英文版
四、算法设计的思想
（1）初始化赫夫曼树，输入文件tobetrans.txt中各字符及其权值，并保存于hfmtree.txt文件中
（2）编码（Coding）。
对文件tobetrans中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile中
（3）D：
（4）P：
（5）T：
将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。
五、流程图
六、算法设计分析
1.赫夫曼树节点的数据类型定义为：
typedefstruct{//赫夫曼树的结构体
charch;
intweight;
//权值
intparent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
2.voidHuffmanCoding（HuffmanTree&
char*,int*,int）;
建立赫夫曼树的算法，此函数块调用了Select（）函数。
voidselect（HuffmanTreeHT,intj,int*x,int*y）;
从已建好的赫夫曼树中选择parent为0，weight最小的两个结点。
3．利用已建好的哈夫曼树从文件hfmtree.txt中读入，对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.txt中。
4.coding
编码功能：
对输入字符进行编码
5.Decoding
译码功能：
利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.txt中的代码进行译码，结果存入文件textfile.txt中。
6.Print（）打印功能函数：
输出哈夫曼树以及对应的编码。
七、源代码
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
string.h>
//定义赫夫曼树结点的结构体
typedefstruct{
//增加一个域，存放该节点的字符
intweight;
}HTNode,*HuffmanTree;
typedefchar**HuffmanCode;
//指向赫夫曼编码的指针
voidtips（）;
//打印操作选择界面
voidHuffmanCoding（HuffmanTree&
//建立赫夫曼树的算法
//从已建好的赫夫曼树中选择parent为0，weight最小的两个结点
voidInit（）;
voidCoding（）;
//编码
voidDecoding（）;
//译码
voidPrint_code（）;
//打印译码好的代码
voidPrint_tree（）;
//打印哈夫曼树
intRead_tree（HuffmanTree&
）;
//从文件中读入赫夫曼树
voidfind（HuffmanTree&
HT,char*code,char*text,inti,intm）;
//译码时根据01字符串寻找相应叶子节点的递归算法
voidConvert_tree（unsignedcharT[100][100],ints,int*i,intj）;
//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的赫夫曼树
HuffmanTreeHT;
//全局变量
intn=0;
//全局变量，存放赫夫曼树叶子结点的数目
intmain（）
{
charselect;
while
（1）
tips（）;
scanf（"
%c"
&
select）;
switch（select）//选择操作，根据不同的序号选择不同的操作
{
case'
1'
:
Init（）;
break;
2'
Coding（）;
3'
Decoding（）;
4'
Print_code（）;
5'
Print_tree（）;
0'
exit
（1）;
default:
printf（"
Inputerror!
\n"
}
getchar（）;
}
return0;
voidtips（）//操作选择界面
-----------------------------------------------------\n"
--请选择操作--\n"
\n"
---------------------1初始化赫夫曼树---------------\n"
---------------------2编码---------------\n"
---------------------3译码---------------\n"
---------------------4打印代码文件---------------\n"
---------------------5打印赫夫曼树---------------\n"
---------------------0退出---------------\n"
//初始化函数，输入n个字符及其对应的权值，根据权值建立哈夫曼树，并将其存于文件hfmtree中
voidInit（）
FILE*fp;
inti,n,w[52];
//数组存放字符的权值
charcharacter[52];
//存放n个字符
\n输入字符个数n:
"
scanf（"
%d"
n）;
//输入字符集大小
输入%d个字符及其对应的权值:
n）;
for（i=0;
i<
n;
i++）
charb=getchar（）;
character[i]）;
w[i]）;
//输入n个字符和对应的权值
HuffmanCoding（HT,character,w,n）;
//建立赫夫曼树
if（（fp=fopen（"
hfmtree.txt"
"
w"
））==NULL）
printf（"
Openfilehfmtree.txterror!
for（i=1;
=2*n-1;
if（fwrite（&
HT[i],sizeof（HTNode）,1,fp）!
=1）//将建立的赫夫曼树存入文件hfmtree.txt中
Filewriteerror!
\n赫夫曼树建立成功，并已存于文件hfmtree.txt中\n"
fclose（fp）;
//建立赫夫曼树的算法
HT,char*character,int*w,intn）
intm,i,x,y;
HuffmanTreep;
if（n<
=1）return;
m=2*n-1;
HT=（HuffmanTree）malloc（（m+1）*sizeof（HTNode））;
for（p=HT+1,i=1;
=n;
++i,++p,++character,++w）
{p->
ch=*character;
p->
weight=*w;
parent=0;
lchild=0;
rchild=0;
for（;
=m;
++i,++p）{p->
ch=0;
weight=0;
for（i=n+1;
++i）
select（HT,i-1,&
x,&
y）;
HT[x].parent=i;
HT[y].parent=i;
HT[i].lchild=x;
HT[i].rchild=y;
HT[i].weight=HT[x].weight+HT[y].weight;
//从HT[1]到HT[j]中选择parent为0，weight最小的两个结点，用x和y返回其序号
voidselect（HuffmanTreeHT,intj,int*x,int*y）
inti;
//查找weight最小的结点
=j;
i++）
if（HT[i].parent==0）
{*x=i;
for（;
if（（HT[i].parent==0）&
&
（HT[i].weight<
HT[*x].weight））
*x=i;
HT[*x].parent=1;
//查找weight次小的结点
{*y=i;
（i!
=*x）&
HT[*y].weight））
*y=i;
//对文件tobetrans中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile中
voidCoding（）
FILE*fp,*fw;
inti,f,c,start;
char*cd;
HuffmanCodeHC;
if（n==0）
n=Read_tree（HT）;
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树,返回叶子结点数
//求赫夫曼树中各叶子节点的字符对应的的编码，并存于HC指向的空间中
HC=（HuffmanCode）malloc（（n+1）*sizeof（char*））;
cd=（char*）malloc（n*sizeof（char））;
cd[n-1]='
\0'
;
for（i=1;
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]='
elsecd[--start]='
HC[i]=（char*）malloc（（n-start）*sizeof（char））;
strcpy（HC[i],&
cd[start]）;
free（cd）;
tobetrans.txt"
rb"
Openfiletobetrans.txterror!
if（（fw=fopen（"
codefile.txt"
wb+"
Openfilecodefile.txterror!
chartemp;
fscanf（fp,"
temp）;
//从文件读入第一个字符
while（!
feof（fp））
for（i=1;
if（HT[i].ch==temp）break;
//在赫夫曼树中查找字符所在的位置
for（intr=0;
HC[i][r]!
='
r++）//将字符对应的编码存入文件
fputc（HC[i][r],fw）;
fscanf（fp,"
//从文件读入下一个字符
fclose（fw）;
\n已将文件hfmtree.txt成功编码,并已存入codefile.txt中！
\n\n"
//将文件codefile中的代码进行译码，结果存入文件textfile中
voidDecoding（）
intm,i;
char*code,*text,*p;
if（n==0）
if（（fw=fopen（"
textfile.txt"
Openfiletextfile.txterror!
code=（char*）malloc（sizeof（char））;
code）;
//从文件读入一个字符
!
feof（fp）;
code=（char*）realloc（code,（i+1）*sizeof（char））;
//增加空间
code[i]）;
//从文件读入下一个字符
code[i-1]='
//codefile.txt文件中的字符已全部读入，存放在code数组中
text=（char*）malloc（100*sizeof（char））;
p=text;
m=2*n-1;
if（*code=='
）
find（HT,code,text,HT[m].lchild,m）;
//从根节点的左子树去找
else
find（HT,code,text,HT[m].rchild,m）;
//从根节点的右子树去找
for（i=0;
p[i]!
i++）//把译码好的字符存入文件textfile.txt中
fputc（p[i],fw）;
\n已将codefile.txt文件成功译码，兵已存入textfile.txt文件！
//将文件codefi1e以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。
voidPrint_code（）
if（（fp=fopen（"
codeprint.txt"
Openfilecodeprint.txterror!
\n文件codefi1e显示如下:
{
temp）;
if（i%50==0）printf（"
fputc（temp,fw）;
//将该字符存入文件codeprint.txt中
\n\n已将此字符形式的编码写入文件codeprint.txt中！
//将已在内存中的哈夫曼树显示在屏幕上，并将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。
voidPrint_tree（）
unsignedcharT[100][100];
inti,j,m=0;
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树,返回叶子结点数
Convert_tree（T,0,&
m,2*n-1）;
//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的树，存于数组T中
treeprint.txt"
Openfiletreeprint.txterror!
\n打印已建好的赫夫曼树：
for（j=0;
T[i][j]!
j++）
if（T[i][j]=='
'
）{printf（"
"
fputc（T[i][j],fp）;
else
{printf（"
T[i][j]）;
fprintf（fp,"
%d\n"
\n已将该字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint.txt中！
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树，返回叶子节点数
HT）
inti,n;
HT=（HuffmanTree）malloc（sizeof（HTNode））;
r"
HT=（HuffmanTree）realloc（HT,（i+1）*sizeof（HTNode））;
fread（&
HT[i],sizeof（HTNode）,1,fp）;
//读入一个节点信息
n=（i-1）/2;
returnn;
//译码时根据01字符串寻找相应叶子节点的递归算法
HT,char*code,char*text,inti,intm）
if（*code!
）//若译码未结束
code++;
if（HT[i].lchild==0&
HT[i].rchild==0）//若找到叶子节点
*text=HT[i].ch;
//将叶子节点的字符存入text中
text++;
if（（*code=='
））
//从根节点的左子树找
//从根节点的右子树找
else//如果不是叶子节点
if（*code=='
find（HT,code,text,HT[i].lchild,m）;
//从该节点的左子树去找
find（HT,code,text,HT[i].rchild,m）;
//从该节点的右子树去找
*text='
//译码结束
//将文件中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的赫夫曼树打印出来
voidConvert_tree（unsignedcharT[100][100],ints,int*i,intj）
intk,l;
l=++（*i）;
for（k=0;
k<
s;
k++）
T[l][k]='
T[l][k]=HT[j].weight;
if（HT[j].lchild）
Convert_tree（T,s+1,i,HT[j].lchild）;
if（HT[j].rchild）
Convert_tree（T,s+1,i,HT[j].rchild）;
T[l][++k]='
////////////////////////
升级会员 