编译码器课程设计精品.docx

1、编译码器课程设计精品 工学系课程设计报告设 计 题 目：哈夫曼（huffman）编译码器 系 别： 专 业 (方 向)： 年 级、 班： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 指 导 教 师： 年 月日 目 录哈夫曼(huffman )编译码器 3一、 编译码器开发的背景 3二、系统的分析与设计 3（一）系统功能要求 3（二）系统模块结构设计 4三、系统的设计与实现 6（一）main() 6（二）运算 71. 权值运算quanzhi() 72. 印二叉树函数huffmantree( ) 73.编译码运算huffmancode() 94. 输出运算 shuchu() 9四、系统测试 10（一）测试

2、主函数 10（二）测试印二叉树函数 10（三） 测试译码运算函数 11五、总结 12六、附件（代码、部分图表） 13哈夫曼(huffman )编译码器1、编译码器开发的背景 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（复原）。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。二、系统的分析与设计（一）系统功能要求一个完整的系统应具有以下功能：1) I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树

3、，并将它存于文件hfmTree中。2) E：编码（Encoding）。利用以建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。3) D：译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。4) P：印代码文件（Print）。将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上，每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrin中。5) T：印哈夫曼树（Tree Printing）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显

4、示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。（二）系统模块结构设计通过对系统功能的分析，哈夫曼（huffman）编译码器功能如图（1）所示。 图（1）哈夫曼（huffman)编译码器功能图通过上图的功能分析，把整个系统分为四个模块：1.初始化模块，该模块主要实现：输入二叉树的结点数，以及要加密的句子，建立哈夫曼树。2.输出二叉树模块，该运算模块主要实现：将输入的字符串中每个字符出现的次数当作权值，建立二叉树，将二叉树的parent,weight,lchild,rchild输出。3.译码模块，该操作主要实现：对编码后的代码进行译码，然后输出。4.输出模块，该操作主要进行表

5、头的输出。是否否 图流程图三、系统的设计与实现（一）main()输出1.输出二叉树操作2.进行输出二叉树操作3.退出编译码操作系统，并让用户选择所进行的操作，对其调用。 该模块的具体代码如下所示：void main() int i,n,s=1; hnodetype huffnodemaxnode; while(s) shuchu(); scanf(%d,&i); switch(i) case 1: haffmantree(huffnode,&n); break; case 2: haffmancode(); break; case 3: s=0; break; 分析：首先输出一个主菜单，方便用

6、户进行操作，用switch语句调用函数使用户对其进行选择要执行的操作（1.输出二叉树操作，2.进行编译码操作，3.退出程序）。（二）运算 该模块的具体代码如下所示：1.权值运算quanzhi() 分析：此函数用于对一串字符进行求权值运算，利用循环将一串字符中每个字符的个数设定为权值。void quanzhi(int tmaxleaf,char smaxleaf,int n)/求权值函数，将句子中的字符出现的个数当作权值 int i,j,h; for(i=0;in;i+) for(j=0;jn;j+) if(si=sj) h+; ti=h; 2.印二叉树函数huffmantree( )void

7、haffmantree(hnodetype huffnodemaxnode,int *m) int i,j,n,k; int m1,m2,x1,x2; char smaxleaf,tmaxleaf; printf(输入叶子结点个数：); scanf(%d,&n); for(i=0;i2*n-1;i+)/数组huffnode初始化 huffnodei.weight=0; huffnodei.parent=-1; huffnodei.lchild=-1; huffnodei.rchild=-1; printf(输入要编译的句子的n); for(i=0;in;i+) printf(第%d个结点,i+

8、1); scanf(%d,&huffnodei.weight); getchar(); printf(印二叉树：n); for(i=0;in;i+) quanzhi(t,s,n); k=huffnodei.weight; for(i=0;in-1;i+) /构造哈夫曼树 m1=m2=maxvalue; x1=x2=0; for(j=0;jn+i;j+) /选取最小和次小两个权值 if(huffnodej.parent=-1&huffnodej.weightm1) m2=m1; x2=x1; m1=huffnodej.weight; x1=j; else if(huffnodej.parent=

9、-1&huffnodej.weightm2) m2=huffnodej.weight; x2=j; /将找出的两棵子树合并为一颗子树 huffnodex1.parent=n+i; huffnodex2.parent=n+i; huffnoden+i.weight=huffnodex1.weight+huffnodex2.weight; huffnoden+i.lchild=x1; huffnoden+i.rchild=x2; for(i=0;i2*n-1;i+) printf( %4d,k); printf( %4d,huffnodei.lchild); printf( %4d,huffnod

10、ei.rchild); printf( %4dn,huffnodei.parent); *m=n;3.编译码运算huffmancode()void haffmancode() hnodetype huffnodemaxnode; hcodetype huffcodemaxleaf,cd; int i,j,c,p,n=0; haffmantree(huffnode,&n); for(i=0;in;i+) cd.start=n-1; c=i; p=huffnodec.parent; while(p!=-1) if(huffnodep.lchild=c) cd.bitcd.start=0; else

11、 cd.bitcd.start=1; cd.start-; c=p; p=huffnodec.parent; for(j=cd.start+1;jn;j+) huffcodei.bitj=cd.bitj; huffcodei.start=cd.start; for(i=0;in;i+) printf(第%d个译码为：,i+1); for(j=huffcodei.start+1;jn;j+) printf(%4d,huffcodei.bitj); printf(n);4.输出运算 shuchu()void shuchu() printf(*n); printf(* |* 哈夫曼树的编译码 * |

12、 *n); printf(* |* 1.输出二叉树操作 * | *n); printf(* |* 2.进行编译码操作 * | *n); printf(* |* 3.退出编译码操作系统* | *n); printf(*n); printf(请选择要进行的操作:);四、系统测试（一）测试主函数main（）函数该测试主要进行对主函数调用以及输出的测试，测试的结果：（二）测试印二叉树函数 测试选择1，选择1操作首先输入叶子节点数，然后输入要编译的句子，分别输入第n+1个节点，然后系统会将输入字符的个数当作权值进行编译输出二叉树，测试结果为：（3）测试译码运算函数 测试选择2，输入要选择的操作2，然后按要求依次输入需要的值，系统会根据输入的数据进行译码操作，最后输出译码。输出结果为： （4）测试退出函数 测试选择3进行退出，测试结果为:五、总结系统功能：系统完成了将一段字符串进行哈夫曼加密，用户将自己的选择输入程序，然后按照程序的提示进行输入，系统将根据输入进行编码、译码操作，然后印出编译的二叉树，以及每个字符的译码。不足：系统没有将印哈夫曼树操作完成，系统没有将字符的权值根据大小将左孩子设为最小权值，将次小权值设为右孩子，导致加密有许多种，哈夫曼树也创建了许多种，输出的译码不唯一。收获：通过一学期数据结构的学习，我发现