南邮哈夫曼编码和译码系统.docx

1、南邮哈夫曼编码和译码系统实验题二：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,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。tx

2、t和result.txt。X退出。源代码include iostream#include cstdlib#include iostreaminclude using namespace std；int *weightArray；string s；string codeArray；template struct BTNode T element; BTNodeT lChild, *rChild; BTNode（） lChild = rChild = NULL; BTNode（const T& x） element = x; lChild = rChild = NULL； BTNode（const

3、 T& x， BTNodeT* l, BTNodeT r) element = x； lChild = l; rChild = r;；实 验 报 告templateclass Tclass BinaryTree public： BinaryTree（) root = NULL； BinaryTree（） bool isEmpty（) const return root = NULL; void clear() postClear(root）； bool retRoot（T& x) const； void makeTree(const x, BinaryTree left， BinaryTree

4、T& right)； void breakTree(T x， BinaryTreeT& left, BinaryTree& right)； void preOrder（） preOrder(root); void inOrder（） inOrder（root）; void postOrder（) postOrder（root）; BTNodeT copy(BTNode t)； int size(） return size（root）； void change（) change(root）; void breathFirst（) breathFirst(root); int height（) r

5、eturn height(root)； void leaf() prePrint（root）； 实 验 报 告protected: BTNodeT* root; private： void clear（BTNodeT* t); void change（BTNode* t）; void postClear(BTNodeT t）； void prePrint（BTNode* t）； int size（BTNodeT t）；int height(BTNodeT t）； void preOrder(BTNode t）; void inOrder(BTNodeT t）; void postOrder(B

6、TNodeT t)； void breathFirst(BTNode t); void visit(T x) cout bool BinaryTree:：retRoot(T& x) const if （root) x = root - element; return true; else return false；template class T void BinaryTreeT:makeTree（const x, BinaryTreeT left, BinaryTree right) if (root | left = right) return； root = new BTNode（x,

7、left。root， right.root）; left.root = right.root = NULL;template class T void BinaryTree:：breakTree(T& x， BinaryTree& left， BinaryTreeT& right) if (！root left = right left.root | right。root) return; x = root - element; left.root = root - lChild； right。root = root rChild； delete root； root = NULL； 实 验

8、报 告template class Tvoid BinaryTreeT：preOrder(BTNode t) if （t） visit（t element）； preOrder（t - lChild）; preOrder（t rChild); template class Tvoid BinaryTree：:inOrder（BTNode rChild）; template class Tvoid BinaryTree:：postOrder(BTNode lChild); postOrder（t - rChild）； visit（t element)； template class Tvoid

9、BinaryTree：:clear(BTNodeT t) delete t; t = NULL；template class Tvoid BinaryTreeT:postClear（BTNodeT t） if (t） postClear（t lChild）; postClear（t rChild); delete t； 实 验 报 告template BTNode* BinaryTreeT：copy(BTNodeT *t) if （!t） return NULL； BTNode q = new BTNode(t -element)； q - lChild = copy（t lChild); q

10、 rChild = copy(t rChild）； return q;template class Tint BinaryTreeT:：size（BTNode lChild) + size（t - rChild)；template class Tvoid BinaryTreeT:change（BTNodeT t) if （!t） return; BTNode rChild); clear（t - rChild); t - rChild = t - lChild； t lChild = q;change（t lChild）； change（t rChild）;template class Tvo

11、id BinaryTreeT:：breathFirst(BTNodeT t） if (！t） return； queue q1; q1.push(t); BTNode node； while (！q1.empty（) node = q1。front(); visit(node element）; q1.pop(）； if (node lChild) q1。push(node - lChild); if (node rChild) q1。push(node rChild）; template class Tint BinaryTree lChild )； int n = height（t rCh

12、ild)； return (m n） ? (m + 1) : （n + 1）; template class Tvoid BinaryTreeT:prePrint(BTNodeT* t） if (t） if (t lChild = NULL） & (t - rChild = NULL） visit（t element）； return; prePrint(t lChild）； prePrint(t rChild）; templateclass Tclass PrioQueue public： PrioQueue（int mSize=20）;PrioQueue（）delete q;； bool

13、IsEmpty() constreturn n=0； bool IsFull() constreturn n=maxSize； void Append(const T &x）; void Serve(T x)；private: void AdjustDown （int r, int j）; void AdjustUp (int j）； T* q； int n,maxSize;；template PrioQueue：:PrioQueue（int mSize） maxSize=mSize; n=0；实 验 报 告q=new TmaxSize；template class Tvoid PrioQue

14、ueT:AdjustUp (int j) int i=j;T temp=qi; while （i0 & tempq(i1)/2） qi=q（i1）/2； i=(i-1)/2; qi=temp；template void PrioQueueT：:Append(const T x） if（IsFull（）) coutvoid PrioQueueT:：Serve(T x） if(IsEmpty()） cout ”Underflow”; return; x=q0；q0=qn； AdjustDown (0， n-1）；template void PrioQueue：:AdjustDown （int r,

15、 int j) int child = 2 * r + 1; T temp = qr; while (child class HfmTree： public BinaryTree public： operator T(）const return weight; T getW（）return weight； void putW（const T& x） weight=x; void SetNull()root=NULL; void code(string c） code（root， c)； void decode(string s）; private： T weight; void code(BT

16、Node* t, string c）;template void HfmTree:：decode(string decodeString） if (codeArray = NULL） cout ”尚未编码！” endl； return； BTNodeT searchNode = root; for （int i = 0; i decodeString。length（)； i+） if （decodeStringi != 0 decodeStringi ！= 1） cout 所给码格式不正确！ rChild = NULL) T value = searchNode element； for (i

17、nt j = 0； j s.length(); j+） if （value = weightArrayj） cout sj; break； 实 验 报 告searchNode = root; if (decodeStringi = 0) searchNode = searchNode lChild; if (decodeStringi = 1） searchNode = searchNode rChild； if （searchNode lChild = NULL & searchNode rChild = NULL) T value = searchNode - element; for （

18、int j = 0; j s。length（)； j+) if （value = weightArrayj） cout sj; break； cout endl;template t, string c) if (t) if (t - lChild = NULL t - rChild = NULL) for (int i = 0； i s。length(）； i+) if (t - element = weightArrayi) codeArrayi = c; /cout NO i ” ； cout 字符 si ”的权重是” weightArrayi , 哈弗曼编码是” codeArrayi

19、lChild ！= NULL） string ls; ls。assign(c）; ls。append(0)； code(t - lChild, ls)； if (t - rChild != NULL) 实 验 报 告string rs； rs。assign（c）; rs.append(1”)； code（t - rChild, rs）； template class THfmTree CreateHfmTree （T *w,int n） PrioQueue HfmTreeT pq（n）； / 空优先权队列 HfmTreeT x，y，z； / 空哈夫曼树 for （int i=0；in;i+)

20、/构造n棵只有一个结点的哈夫曼树 z。makeTree(wi,x,y）； z.putW（wi); pq.Append（z）; z。SetNull（)； for (i=1;in;i+） pq.Serve(x); /取出最小权值的哈夫曼树对象x pq.Serve(y); /取出最小权值的哈夫曼树对象y z。makeTree（x。getW()+y。getW（),x，y）; z.putW（x。getW(）+y.getW(）); pq.Append（z)； z。SetNull（); pq。Serve(z）； return z； void input(HfmTreeint p) cout s； weigh

21、tArray = new ints。length（); codeArray = new strings。length(); for (int i = 0; i s。length（）； i+) cout ”请输入第” （i + 1） 个字符的权值：” weightArrayi; p = CreateHfmTree（weightArray， s.length（)； /p。postOrder（）； 实 验 报 告void createCode（HfmTreeint p） if (codeArray = NULL） cout ”树为空！ endl；return; string c; p.code（c)

22、;void encode(） if (codeArray = NULL） cout encodeString； cout n经过编码的码值为:； for （int i = 0； i encodeString.length（)； i+) for （int j = 0; j s.length(）； j+) if （sj = encodeStringj) cout codeArrayj; break; cout endl;void main() bool flag = true； HfmTreeint p; string decodeString；while （flag) cout B建树” T-遍历 E-生成编码 endl; cout ”C编码 D译码” ” X退出 endl; cout 请输入指令：”;char c； cin c； cout endl;switch (c) case B：实 验 报 告input（p）; break; case T: if （p ！= NULL) cout ”前序遍历：； p。preOrder（)； cout endl；cout ”中序遍历：; p。inOrder()； cout endl; cout ”后序遍历：； p。postOrder（); cout endl； cout 广度优先遍历：