哈夫曼编码报告.docx
《哈夫曼编码报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈夫曼编码报告.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
哈夫曼编码报告
实验项目:
哈夫曼编码
1・问题描述：
利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。
但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（解码）。
对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。
试为这样的信息收发站设
计一个哈夫曼编/译码系统。
2.一个完整的系统应具有以下功能：
1）初始化（Initialzation）。
读入字符及每个字符的权值，建立哈夫曼树HuffTree;
2）编码（EnCoding）。
用已建好的哈夫曼树，对输入的文本进行编码形成报文，将报文显示出来；
3）译码（Decoding）。
利用已建好的哈夫曼树，对输入的代码进行解码形成原文，并将结果显示；
4）输出（Output）:
输出出现的字符以及各字符出现的频度（或概率）；输出各个字符的编码，输出代码译出的原文；
3.实验目的：
理解哈夫曼树的特征及其应用；在对哈夫曼树进行理解的基础上，构造哈夫曼树，并用构造的哈夫曼
树进行编码和译码；通过该实验，使学生对数据结构的应用有更深层次的理解。
4.实验条件:
学院提供公共机房，1台/学生微型计算机。
5.实验步骤（含实验代码）
第i次：
完成程序的主框架设计，进行调试，验证其正确性；
第2次：
详细设计，进行调试，验证其正确性；
第3次：
进行整体调试，运行程序，对运行结果进行分析，完成实验报告
#include
#include
#include
#defineMAXWORD100
typedefstruct
{unsignedintweight;chardata;
unsignedintparent,llchild,rrchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
//动态分配数组存储哈夫曼树
typedefchar**HuffmanCode;
//动态分配数组存储哈夫曼编码
//字符
typedefstructtnode
{charch;
structtnode*lchild,*rchild;
}BTree,*BT;
inta=0,b=0;ints[MAXWORD];charstr[MAXWORD];
voidmain（）
{intn;inti=0;
HuffmanTreeHT;HuffmanCodeHC;
voidHuffmanCoding（HuffmanTree&HT,HuffmanCode&HC,intn）;
voidDispHCode（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC,intn）;
voidCreatree（BT&p,charc）;//Creatree（）和
InOrderTraverse（）
voidInOrderTraverse（BTp）;//利用二叉树统计出现的字符及个数voidTTranChar（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC,intn）;
voidTran（HuffmanTreeHT,intn）;printf（"请输入要用几种字符：
"）;scanf（"%d",&n）;
BTroot=NULL;
printf（"\n"）;
printf（"请输入字符串:
\n"）;scanf（"%s",str）;
while（str[i]!
='\0'）
{Creatree（root,str[i]）;i++;}
printf（"字符及出现次数:
\n"）;
InOrderTraverse（root）;
printf（"\n"）;
HuffmanCoding（HT,HC,n）;
DispHCode（HT,HC,n）;
Tran（HT,n）;
TTranChar（HT,HC,n）;
voidHuffmanCoding（HuffmanTree&HT,HuffmanCode&HC,intn）
{//w放n个权值,构造赫夫曼树HT,n个字符编码HC
voidselect（HuffmanTreet,inti,int&s1,int&s2）;
intm,i,s1,s2,start;char*cd;unsignedc,f;
HuffmanTreep;
if（n<=1）return;
m=2*n-1;
HT=（HuffmanTree）malloc（（m+1）*sizeof（HTNode））;
for（p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p）
{（*p）.parent=0;
（*p）.llchild=0;
（*p）.rrchild=0;
}
for（p=HT+1,i=0;i{（*p）.data=str[i];
（*p）.weight=s[i];
for（;i<=m;++i,++p）
（*p）.parent=0;
for（i=n+1;i<=m;++i）//建赫夫曼树
{//在HT[1~i-1]中选择parent为0且weights2
select（HT,i-1,s1,s2）;
HT[s1].parent=HT[s2].parent=i;
HT[i].llchild=s1;
HT[i].rrchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
}
HC=（HuffmanCode）malloc（（n+1）*sizeof（char*））;//（[0]
cd=（char*）malloc（n*sizeof（char））;
cd[n-1]='\0';//
for（i=1;i<=n;i++）
最小的两个,分别s1、
不用）
编码结束符
{start=n-1;
//编码结束符位置
for（c=i,f=HT[i].parent;f!
=0;c=f,f=HT[f].parent）
if（HT[f].llchild==c）
cd[--start]='0';
else
cd[--start]='1';
HC[i]=（char*）malloc（（n-start）*sizeof（char））;
strcpy（HC[i],&cd[start]）;//复制
}
free（cd）;
}
voidselect（HuffmanTreet,inti,int&s1,int&s2）//s1为较小
{intmin（HuffmanTreet,inti）;
intj;
s1=min（t,i）;
s2=min（t,i）;
if（s1>s2）
{j=s1;
s1=s2;
s2=j;
}
}
intmin（HuffmanTreet,inti）
{
intj,flag;
unsignedintk=100;
for（j=1;j<=i;j++）
if（t[j].weightt[flag].parent=1;
returnflag;
}
voidCreatree（BT&p,charc）
{if（p==NULL）
//函数voidselect（）调用
//取k比任何权值都大
//采用递归方式构造一棵二叉排序树
//p为NULL，则建立一个新结点
{p=（BTree*）malloc（sizeof（BTree））;
p->ch=c;
p->count=1;
p->lchild=p->rchild=NULL;
}
else
if（c==p->ch）p->count++;
else
if（cch）Creatree（p->lchild,c）;
elseCreatree（p->rchild,c）;
}
voidInOrderTraverse（BTp）//中序遍历
{
if（p!
=NULL）
{InOrderTraverse（p->lchild）;
{printf（"%c的个数为:
%d\n",p->ch,p->count）;
s[b]=p->count;b++;
str[a]=p->ch;a++;}
InOrderTraverse（p->rchild）;}
//显示0、
}
voidDispHCode（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC,intn）
1编码
{inti;
printf（"输出哈夫曼编码:
\n"）;
for（i=1;i<=n;i++）
{printf（"%c:
\t",HT[i].data）;
puts（HC[i]）;}
}
1的编码翻译成字符
voidTran（HuffmanTreeHT,intn）//将含0、{
inti,j=0;
charcc[MAXWORD];
i=2*n-1;
printf（"输入发送的（0、1）编码（以'#'为结束标志）：
"）;
scanf（"%s",cc）;
printf（"译码后的字符为"）;
while（cc[j]!
='#'）
{
if（cc[j]=='0'）
i=HT[i].llchild;
else
i=HT[i].rrchild;
if（HT[i].llchild==0）
{
printf（"%c",HT[i].data）;i=2*n-1;}
j++;
}
printf（"\n"）;
}
voidTTranChar（HuffmanTreeHT,HuffmanCodeHC,intn）
charss[50];inti,j;
//将字符串翻译成0、1代码
printf（"输入字符串:
"）;
scanf（"%s",ss）;
i=0;
while（ss[i]!
='\0'）
{
j=1;
while（（HT[j].data!
=ss[i]）&&（j<=n））
{j++;}
printf（"%s",HC[j]）;
i++;
}
printf（"\n"）;}
6.实验结果与总结：
時输入要用几种学符：
4
请输入宇符串：
aa^fTfjjjjjjjbbbbb
宇符及山现次数：
且的个数为：
2
b的个数为：
5
f的个散为
j的个数为：
了
输出哈夬昼編码：
a:
11O
七：
10
f：
111
J：
0
输入发:
送的（0、1）编码（UT护为结束标志）;110101110010101111100^译码后的宁符为命fjjbbfaj输入宇符串'jj
00111111110100000011111100
P170S召匕门丫toGQntinuE
总结：
在实现哈夫曼树编码的过程中，首先构建哈夫曼树，并用动态分配数
组存储，也用动态分配数组存储哈夫曼编码表。
程序书上虽然有一部分可借鉴的代码，自己只需要编写几个函数即可，但在编写程序时也遇到一些问题，开始统计字符串中出现的各种字符及其次数时，将字母存放数组中，但是考虑到字母出现的不同，完全初始化再统计其出现的个数，不仅占用空间并且时间复杂度高。
后来采用二叉树统计出现的字母及个数，实现了输入字母种类的灵活性。
通过此次实验，明白了了解数据存储的具体方式的重要性，在这次实验中要实现两个互译码程序，就需要对数据的存储了解，编写时就容易了然于心。
总的来说，数据结构实验对我们的编程能力还是有很大的帮助，锻炼我们的逻辑思维、使我们更熟练地使用C语言编程、锻炼我们处理异常的能力
升级会员 