实验报告2二叉树及哈夫曼编码Word下载.docx

1、（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: Microsoft Visual C+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

2、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）void Clear（BTreeNode *BT） 清除一棵二叉树，并释放结点空间（2）void MakeTree（BTreeNode *BT） 构造一棵二叉树BT（3）void BreakTree（BTreeNode *BT） 撤销一棵二叉树BT（4）void PreOrder （BTreeNode *BT） 先序遍历二叉树BT（5）void InOrder（BTreeNode *BT） 中序遍历二叉树BT（6）void PostOrder（BTreeNode *BT）

3、 后序遍历二叉树BT （7） void FloorOrder（BTreeNode *BT） 层次遍历二叉树BT （8）int Size（BTreeNode *BT） 求二叉树BT的结点数量（9）void Exchange（BTreeNode *BT） 把二叉树BT的左右子树进行交换（10）int GetHeight（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 Void main（） 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

4、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 void BinaryTree:PreOrder（void （*Visit）（T& x） PreOrder（Visit,root）;template x）,BTNodeelement）; 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

5、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p2.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

6、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） SeqQueueBTNodese（100）; se.EnQueue（t）; BTNodelchild） 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02：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

7、：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:int BinaryTreeSize（） return Size（root）;Size（BTNodelChild）+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（BTNodelChild; t-lChild=t-rChild;rChild=temp; Exchange（t-七求二叉树的深度：判

8、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 tempr=GetHeight（t- if（templ+tempr+） return templ; return tempr;测试结果二叉树基本运算源代码：BTree.using namespace std;struct BT

9、Node T element; *lChild,*rChild; BTNode（） lChild=rChild=NULL;BTNode（const T& x） element=x; BTNode（const T& x,BTNode *l,BTNode *r） lChild=l; rChild=r;class BinaryTreepublic: BinaryTree（）root=NULL; BinaryTree（）Clear（root）; bool IsEmpty（）const; void Clear（）; bool Root（T &x）const; int Size（）; void MakeT

10、ree（const T &e,BinaryTree& left,BinaryTree right）; void BreakTree（T & void LevelOrder（void （*Visit（T& x）; void PreOrder（void （*Visit）（T& x）; void InOrder（void （*Visit）（T& void PostOrder（void （*Visit）（T&void Exchange（）; int GetHeight（）;protected:* root;private: void Clear（BTNode* t）; int Size（BTNode

11、void LevelOrder（void （*Visit）（T& void Exchange（BTNode int GetHeight（BTNodeClear（BTNode delete t;bool BinaryTreeelement; return true; return false;MakeTree（const T & right） if（root|&left=&right） root=new BTNode（e,left.root,right.root）;left.root=right.root=NULL;BreakTree（T &x,BinaryTree left.root=root

12、- right.root=root- delete root; root=NULL;void Visit（T& coutx emplateFloorOrder（void（*Visit）（T& SeqQueuelChild） se.EnQueue（tmp-GetHeight（） return GetHeight（root）;emplate Test.Cpp：#include BTree.（） BinaryTree a,b,x,y,z; y.MakeTree（E,a,b）; z.MakeTree（F x.MakeTree（C,y,z）;DB,y,x）;前序遍历endl; z.PreOrder（Vi

13、sit）;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（） return 0;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

14、，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 cstdlibqueuestringint *weightArray;string s;string *codeArray;struct BTNode *lChild, *rChild; BTNode（） lChild = rChild = NULL; x） element = x;