4赫夫曼编码文档格式.docx

1、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

2、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int jsq（char *s,int cnt,char str）在其中定义一个数组temp26即temp0表示A的频率；同理Temp2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void ChuffmanTree（HuffmanTree HT,HuffmanCode HC,int cnt,char str）增加一个选择函数：void select（HuffmanTree T,int

3、k,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void HuffmanEncoding（HuffmanTree HT,HuffmanCode HC）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

4、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（HuffmanCode HC）3概要设计4详细设计4.1建立赫夫曼的三个函数 void select（HuffmanTree T,int k,int *s1,int *s2）/在HT1k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 int i,j; int min1=100; for（i=1;i=k;i+）/查找s1 if（Ti.weightA & *pZ） k=*p-64; tempk+; j=0; for（i=1,j

5、=0;i+）/统计有多少种字符 if（tempi!=0） j+; strj=i+64;/将对应的数组送到数组中 cntj=tempi;/存入对应数组的权值 return j;/构造赫夫曼树HT int i,s1,s2;=2*num-1;i+）/初始化HT，左右孩子，双亲，权值都为0 HTi.lchild=0; HTi.rchild=0; HTi.parent=0; HTi.weight=0;=num;i+）/输入num个叶节点的权值 HTi.weight=cnti; for（i=num+1;i+）/从numd后面开始新建结点存放新生成的父节点 HTs1.parent=i;HTs2.parent

6、=i;/将s1和s2的parent赋值 HTi.lchild=s1; HTi.rchild=s2;/新结点的左右孩子 HTi.weight=HTs1.weight+ HTs2.weight;/新结点的权值 for（i=0;i+）/输入字符集中的字符 HCi.ch=stri; i=1; while（i0）/直至上溯到HTc是树根为止 /若Tc是Tp的做孩子，则生成0；否则生成代码1 cd-start=（HTp.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（HCi.bits,&cdstart）;/将cd数组中德01代码复制

7、到i结点中字符 %c:,HCi.ch）; for（j=start;cdj!=0;j+）%c,cdj）;n）; HCi.len=num-start; /for 结束void coding（HuffmanCode HC,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（HCi.ch=*str） for（j=0;jHCi.len;j+） fputc（HCi.bitsj,fp）; break; str+; fclose（fp）;4.3电文的译码char * decode（HuffmanC

8、ode HC）/代码文件coodfile.txt的译码*菡枫* char str254;/假设原文本文件不超过254个字符 char *p; static char cdn+1; int i,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）; cdi= cdi+1= cdi=fgetc（fp）;,cdi）;/打印出编码后的二进制码 for（j=1;if（strcmp（HCj.bits,cd）=0） strk=HCj.ch; k+; cjs=1; strk= p=str; return p;4.4 主函数v

9、oid main（） char st254,*s,str27; int cn27; HuffmanTree HT; HuffmanCode HC;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:%sn,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