数据结构课程设计报告哈夫曼.docx

1、数据结构课程设计报告哈夫曼数据结构课程设计报告题目: 趣味游戏之n皇后问题 赫夫曼编码/译码器课程设计 院 系： 计算机工程学院 专业班级： 10软件2ZW 学 号： 10144214 学生姓名： 刘红亮 指导教师： 朱广萍 2012年 02月 22日 数据结构课程设计任务书 学院 计算机工程学院 系 信息与软件工程系 学 号10144214学生姓名刘红亮专业（班级）10软件2设计题目第一类：趣味问题之n皇后问题 第二类：赫夫曼编码/译码器设计技术参数第一类题目设计技术参数：头文件#include #include 调用的函数void place() void print () int fin

2、d()第二类题目设计参数：头文件：#include #include #include #include #include调用的函数：void hfmcoding() 构建赫夫曼树HT，并求出n个字符的赫夫曼编码HC、void Select() Select函数，选出HT树到a为止，权值最小且parent为0的2个节点设计要求第一类题目：求解皇后问题，在N*N的方格棋盘上，放置N个皇后，要求每个皇后不同行、不同列、不同对角线。第二类题目：赫夫曼编码/译码器，基本设计要求：(1) 输入一个待压缩的文本文件名， 统计文本文件中各字符的个数作为权值，生成哈夫曼树；(2) 将文本文件利用哈夫曼树进行编

3、码，生成压缩文件（后缀名cod），(3) 输入一个待解压的压缩文件名称,并利用相应的哈夫曼树将编码序列译码；(4) 显示指定的压缩文件和文本文件；(5) 界面友好，易与操作。采用菜单方式进行选择。工作量编写并完成两个应用程序，设计说明书总字数约3026字，共15页工作计划第一周：理解实验的基本要求，查阅相关资料；整理设计思路，设计算法，完成第一题的调试；第二周：编写第二题程序，调试并完善；最后两天完成设计报告并演示程序。参考资料1数据结构课程设计，苏仕华等编著，机械工业出版社。2.严蔚敏，吴伟民. 数据结构（C语言版）. 北京：清华大学出版社，2002.3.李春葆,李三铁. 数据结构考点精要与

4、解题指导. 北京：人民邮电出版社，20024.网上资料等指导教师签字成绩 2012年 02月 22日求解N皇后问题问题描述：编写一个程序，求解皇后问题，在N*N的方格棋盘上，放置N个皇后，要求每个皇后不同行、不同列、不同对角线。求出8个皇后的程序截图源代码：# include# includeconst int N=20; /最多皇后个数int qN; /存放各皇后所在的行号int cont = 0; /存在解个数void print(int n) /输出一个解 cont+; int i; printf(第%d个解:,cont); for (i=1;i=n;i+) printf(%d,qi);

5、 printf(n);int find(int i,int k) /测试第K列的i行上能否摆放皇后 int j; j=1; while(jn) print(n); /所有皇后放置结束 else for (int i=1;i=n;i+) /在第k列上穷举每一个位置 if (find(i,k) qk=i; place(k+1,n); void main() int n; /n存在实际皇后个数 printf(皇后问题(n20) printf(n值太大，不能求解n); else printf(%d皇后问题求解如下：n,n); place(1,n); printf(n); 参考文献：数据结构教程上机实验

6、指导（第三版）一、【问题描述】设计一个哈夫曼编码/译码系统，对一个文本文件中的字符进行哈夫曼编码，生成编码文件（压缩文件，后缀名.cod）；反过来，可将一个压缩文件译码还原为一个文本文件(.txt)。二、【基本要求】1 输入一个待压缩的文本文件名， 统计文本文件中各字符的个数作为权值，生成哈夫曼树；2 将文本文件利用哈夫曼树进行编码，生成压缩文件（后缀名cod），3 输入一个待解压的压缩文件名称,并利用相应的哈夫曼树将编码序列译码；4 显示指定的压缩文件和文本文件；5 界面友好，易与操作。采用菜单方式进行选择。三. 问题分析哈夫曼树的定义1.哈夫曼树节点的数据类型定义为：typedef str

7、uct /赫夫曼树的结构体 char ch; int weight; /权值 int parent,lchild,rchild;htnode,*hfmtree;2）所实现的功能函数如下1、void hfmcoding(hfmtree &HT,hfmcode &HC,int n)初始化哈夫曼树，处理InputHuffman(Huffman Hfm)函数得到的数据，按照哈夫曼规则建立2叉树。此函数块调用了Select（）函数。2、void Select(hfmtree &HT,int a,int *p1,int *p2) /Select函数，选出HT树到a为止，权值最小且parent为0的2个节点

8、 2、 int main()主函数： 利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmtree.txt中读入）对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.cod中。如果正文中没有要编码的字符，则键盘读入并存储到ToBeTran文件中。读入ToBeTran中将要编码的内容，将编码好的哈夫曼编码存储到CodeFile中。3、Encoding 编码功能：对输入字符进行编码4、Decoding译码功能： 利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.cod中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat 中。 Print() 打印功能函数：输出哈夫曼树，字符，权值，以及它对应的编码

9、。 5.主函数的简要说明，主函数主要设计的是一个分支语句，让用户挑选所实现的功能。使用链树存储，然后分别调用统计频数函数，排序函数，建立哈夫曼函数，编码函数，译码函数来实现功能。四、系统结构功能图五、程序说明 1. 赫夫曼编码/译码器代码#include#include#include#include#includetypedef struct /赫夫曼树的结构体 char ch; int weight; /权值 int parent,lchild,rchild;htnode,*hfmtree;typedef char *hfmcode;void Select(hfmtree &HT,int

10、a,int *p1,int *p2) /Select函数，选出HT树到a为止，权值最小且parent为0的2个节点 int i,j,x,y; for(j=1;j=a;+j) if(HTj.parent=0) x=j; break; for(i=j+1;i=a;+i) if(HTi.weightHTx.weight&HTi.parent=0) x=i; /选出最小的节点 for(j=1;j=a;+j) if(HTj.parent=0&x!=j) y=j; break; for(i=j+1;i=a;+i) if(HTi.weighty) *p1=y; *p2=x; else *p1=x; *p2=

11、y; void hfmcoding(hfmtree &HT,hfmcode &HC,int n) /构建赫夫曼树HT，并求出n个字符的赫夫曼编码HC int i,start,c,f,m,w; int p1,p2; char *cd,z; if(n=1) return; m=2*n-1; HT=(hfmtree)malloc(m+1)*sizeof(htnode); for(i=1;i=n;+i) /初始化n个叶子结点 printf(请输入第%d字符信息和权值：,i); scanf(%c%d,&z,&w); while(getchar()!=n) continue; HTi.ch=z; HTi.

12、weight=w; HTi.parent=0; HTi.lchild=0; HTi.rchild=0; for(;i=m;+i) /初始化其余的结点 HTi.ch=0; HTi.weight=0; HTi.parent=0; HTi.lchild=0; HTi.rchild=0; for(i=n+1;i=m;+i) /建立赫夫曼树 Select(HT,i-1,&p1,&p2); HTp1.parent=i;HTp2.parent=i; HTi.lchild=p1;HTi.rchild=p2; HTi.weight=HTp1.weight+HTp2.weight; HC=(hfmcode)mal

13、loc(n+1)*sizeof(char *); cd=(char *)malloc(n*sizeof(char); cdn-1=0; for(i=1;i=n;+i) /给n个字符编码 start=n-1; for(c=i,f=HTi.parent;f!=0;c=f,f=HTf.parent) if(HTf.lchild=c) cd-start=0; else cd-start=1; HCi=(char*)malloc(n-start)*sizeof(char); strcpy(HCi,&cdstart); free(cd);int main() char code100,h100,hl100

14、; int n,i,j,k,l; ifstream input_file; /文件输入输出流 ofstream output_file; char choice,str100; hfmtree HT; hfmcode HC; coutn; cout 软件（2）班 10144214 刘红亮n; while(choice!=Q&choice!=q) /当choice的值不为q且不为Q时循环 cout *赫夫曼编码/译码器*n; cout I.Init E.Encoding D.Decoding Q.Exitn; coutchoice; if(choice=I|choice=i) /初始化赫夫曼树

15、coutn; hfmcoding(HT,HC,n); for(i=1;i=n;+i) coutHTi.ch:HCiendl; output_file.open(hfmTree.txt); if(!output_file) coutcant oen file!endl; return 1; for(i=1;i=n;i+) output_file(HTi.chHCi); output_file.close(); cout赫夫曼树已经创建完毕，并且已经放入hfmTree.txt文件中!endl; else if(choice=E|choice=e) /进行编码，并将字符放入ToBeTran.txt，

16、码值放入CodeFile.txt中 printf(请输入字符：); gets(str); output_file.open(ToBeTran.txt); if(!output_file) coutcant oen file!endl; return 1; output_filestrendl; output_file.close(); output_file.open(CodeFile.cod); if(!output_file) coutcant oen file!endl; return 1; for(i=0;istrlen(str);i+) for(j=0;j=n;+j) if(HTj.

17、ch=stri) output_fileHCj; break; output_file.close(); coutn; cout编码完毕，并且已经存入CodeFile.cod文件！n; input_file.open(CodeFile.cod); /从CodeFile.cod中读入编码，输出在终端 if(!input_file) coutcant oen file!code; cout编码码值为：codeendl; input_file.close(); else if(choice=D|choice=d) /读入CodeFile.cod中的编码进行译码，将译出来的字符放入Textfile.t

18、xt中 input_file.open(CodeFile.cod); if(!input_file) coutcant oen file!h; input_file.close(); output_file.open(Textfile.txt); if(!output_file) coutcant oen file!endl; return 1; k=0; while(hk!=0) /先用编码中的前几个和字符的编码相比较，然后往后移 for(i=1;i=n;i+) l=k; for(j=0;jstrlen(HCi);j+,l+) hlj=hl; hlj=0; if(strcmp(HCi,hl)

19、=0) output_fileHTi.ch; k=k+strlen(HCi); break; output_file.close(); input_file.open(Textfile.txt); if(!input_file) coutcant oen file!h; couthendl; input_file.close(); cout译码结束，字符已经存入Textfile.txt文件中！endl; else if(choice=Q|choice=q) /退出程序 exit(0); else /如果选了选项之外的就让用户重新选择 cout您没有输入正确的步骤，请重新输入！endl; cou

20、tendl; return 0;六、运行结果和调试分析系统界面 如图：初始化赫夫曼树 如图：编码译码退出七、总结体会 在我自己课程设计中，就在编写好源代码后的调试中出现了不少的错误，遇到了很多麻烦及困难，我的调试及其中的错误和我最终找出错误，修改为正确的能够执行的程序中，通过分析，我学到了：在定义头文件时可多不可少，即我们可多写些头文件，肯定不会出错，但是若没有定义所引用的相关头文件，必定调试不通过；在执行译码操作时，不知什么原因，总是不能把要编译的二进制数与编译成的字符用连接号连接起来，而是按顺序直接放在一起，视觉效果不是很好。还有就是，很遗憾的是，我们的哈夫曼编码/译码器没有像老师要求的那样完成编一个文件的功能，这是我们设计的失败之处。 通过本次数据结构的课程设计，我学习了很多在上课没懂的知识，并对求哈夫曼树及哈夫曼编码/译码的算法有了更加深刻的了解，更巩固了课堂中学习有关于哈夫曼编码的知识，真正学会一种算法了。当求解一个算法时,不是拿到问题就不加思索地做，而是首先要先对它有个大概的了解，接着再详细地分析每一步怎么做，无论自己以前是否有处理过相似的问题，只要按照以上的步骤，必定会顺利地做出来。 这次课程设计，我在编辑中犯了不应有的错误，设计统计字符和合并时忘记应该怎样保存数据，对文件的操作也很生疏。在不断分析后明确并改正了错误和疏漏，我的程序有了更高的质量