哈弗曼压缩软件数据结构试验报告附源程序.docx

1、哈弗曼压缩软件数据结构试验报告附源程序XXX學院数据结构课程设计报告题 目： 基于哈夫曼编码的压缩软件 系部名称：计算机专业名称：软件工程班 级：0802学号：XXXXXX学生姓名 ：稻草人指导教师：XXXXX时间：2010 XX-2010 YY一、课程设计目的 通过运用哈夫曼树的知识编写该压缩与解压软件，能使学生将所学的理论知识应用起来，有效地运用到解决实际问题中去，提高学生的自身的编程能力，从而达到学以致用的目的。二、课程设计内容 1应用系统分析，建立该系统的功能模块框图及界面的组织和设计； 2分析系统中的各个函数及它们之间的关系； 3根据问题描述，设计系统的结构体及各个函数； 4设计哈弗

2、曼树的构造算法和哈弗曼编码算法； 5完成设计的系统各个应用模块； 6将各个模块整合进行功能测试。三、需求分析哈弗曼压缩软件1.需求分析目的 为明确软件需求、安排项目规划与进度、组织软件开发与测试，供设计人员、开发人员参考。 2. 项目开发计划 时间开发内容6月22日读取文本文件，并统计文件中字母个数6月23日建立huffman树对文件，进行huffman编码6月24日压缩6月25日解压缩 3. 任务目标 能比较完善的对txt文件进行压缩和解压缩。 4. 数据字典 名称：字符频率 别名：weight 描述：读取文本文件，并统计文件中字母个数 定义：字符频率 = 字符 + 数量 名称：结点 别名：

3、HTNode 描述：建立huffman树的叶子和非叶子结点定义：结点 = 数量 + 字符 + 双亲结点 + 左孩子结点 + 右孩子结点 位置：编码文件 5. 功能划分 压缩 解压缩四、概要设计哈弗曼压缩软件1 建立哈夫曼树。根据哈夫曼编码技术，可以将已经给出的字母的使用频率建立一个哈夫曼树，即以二叉树的形式将英文字母和空格存储。2 编码。利用二叉树的遍历知识，左孩子用“0”表示，右孩子用“1”表示，将输入的一组英文句子进行编码。3测试和输出。程序要求的测试的英文句子是：“knowledge is power”，输出每一个字母然后给出相应的哈夫曼编码。本程序输入字母以“#”结束。4译码。本程序要

4、求对已编码的数字能够给以反编码。 .函数调用示意图六、调试情况，设计技巧及体会1测试结论 能较好地进行压缩和解压 不足的是对最后所补的0未处理，解压会多出几个字符。2. 设计技巧本软件可对字母、汉字可以实现共同压缩，压缩率在50%以上，压缩后对哈夫曼树进行保存，以便后面解压，对叶子结点只保存其字符、左孩子、右孩子，对非叶子结点保存左孩子和右孩子。解压时从根结点开始，利用哈夫曼树进行解压，遇到0，找左孩子，遇到1找右孩子，到叶子结点时，输出字符。3心得体会： 通过这次课题实验的程序实践，我实在获益匪浅！数据结构是上个学期开展的一门学科，学习好这门学科是非常重要的，在以后的程序设计方面这门学科能给

5、我们很大的帮助。同时，学习这门学科也是艰辛的，因为它比较难懂，这不仅需要我们要发挥我们的聪明才志，还需要我们在不断的实践中领悟。这次的程序设计对我来说无疑是一个具大的考验，从接起课题后，我就一直为实现程序而努力，翻阅相关书籍、在网上查找资料。因为开始时基础不是很好，过程中遇到了不少的阻碍，编写程序的进度也比较慢。虽然如此，但是通过自己的努力与老师的指导，我对这次实验的原理有了一定的理解，通过参照从网上找到的源程序，终于在其它源程序的基础下写出了本次实验的核心算法，并使其能够正常的运行。这一个多月的设计工作，让我体会到了作为一个编程人员的艰难，一个算法到具体实现，再到应用层面的开发是需要有一段较

6、长的路要走的，不是一朝一夕就可以实现的，而且在编好程序后，编程人员还要花很多的时间去完善它，其中包含的心酸，外人是不会明白的。非常感谢在背后一直给我指导的老师和同学，他们的支持和鼓励让我在遇到挫折时能够站起来战胜它，也让我走到了今天这一步，完成了实验的设计。今后，我会更加努力的学习专业知识，提高自我的能力。七、参考文献c语言程序设计谭浩强主编八、附录：源代码#include#include#include#include#includetypedef struct word char word3; unsigned long times; struct word *next; word,*wo

7、rd_list;typedef struct Tnode unsigned long weight; char word3; long parent,lchild,rchild; Tnode,HuffTree;HuffTree ht5000;char *hc5000;int n=0;void stat(word_list head,char *filename) FILE *fp; char ch3; int flag=0; word *p,*q,*s; fp=fopen(filename,rt); if(fp=NULL) printf(n无法打开要压缩的文件,或该文件不存在!); p=hea

8、d; while(ch0=fgetc(fp)!=EOF) if(ch0254) ch1=fgetc(fp); ch2=0; else ch1=0; if(ch0=10) strcpy(ch,-n); if(ch0=32) strcpy(ch,-t); for(q=head-next;q!=NULL;q=q-next) if(!strcmp(q-word,ch) (q-times)+; flag=1; break; if(flag=0) s=(word *)malloc(sizeof(word); strcpy(s-word,ch); s-times=1; p-next=s; p=s; p-ne

9、xt=NULL; +n; flag=0; p-next=NULL; fclose(fp); return;void protect1(char *filename) FILE *fp2; char ch26=编码：; int i; strcat(ch,filename); fp2=fopen(ch,wt); if(fp2=NULL) printf(n编码文件无法创建!); exit(1); for(i=1;i=2*n-1;i+) fprintf(fp2,%s %ld %ld %ldn,hti.word,hti.parent,hti.lchild,hti.rchild); fclose(fp2)

10、; return;void out(char *filename) FILE *fp2; char ch26=编码：; int i; strcat(ch,filename); fp2=fopen(ch,rt); if(fp2=NULL) printf(n编码文件无法打开!); exit(1); for(i=1;!feof(fp2);i+) fscanf(fp2,%s %ld %ld %ldn,hti.word,&hti.parent,&hti.lchild,&hti.rchild); n=i; fclose(fp2); return;void sort() int i,j; unsigned

11、long min; char ch3; for(i=1;in;i+) for(j=i+1;jhtj.weight) min=htj.weight; htj.weight=hti.weight; hti.weight=min; strcpy(ch,hti.word); strcpy(hti.word,htj.word); strcpy(htj.word,ch); return;void select(int t,int *s1,int *s2) int i; unsigned long min1,min2; min1=min2=4294967295; *s1=*s2=0; for(i=1;i=n

12、;i+) if(hti.parent=0) if(hti.parent=0)&(hti+1.parent=0)&i+1=n) min1=hti.weight; *s1=i; min2=hti+1.weight; *s2=i+1; break; else min1=hti.weight; *s1=i; break; for(i=n+1;i=t;i+) if(hti.weightmin1&hti.parent=0) min2=min1; *s2=*s1; min1=hti.weight; *s1=i; continue; else if(hti.weightnext;inext) hti.weig

13、ht=p-times; strcpy(hti.word,p-word); hti.parent=hti.rchild=hti.lchild=0; m=2*n-1; for(i=n+1;i=m;i+) hti.parent=hti.rchild=hti.lchild=hti.weight=0; sort(); for(i=n+1;i=m;i+) select(i-1,&s1,&s2); strcpy(hti.word,无); hti.weight=hts1.weight+hts2.weight; hts2.parent=hts1.parent=i; hti.lchild=s2; hti.rchi

14、ld=s1; return;void ctrHuffmancode() char *cd; int c,p,start,i; cd=(char *)malloc(n+1)*sizeof(char); cdn=0; for(i=1;i=n;i+) start=n; c=i; p=hti.parent; while(p!=0) -start; if(htp.lchild=c) cdstart=0; else if(htp.rchild=c) cdstart=1; c=p; p=htp.parent; hci=(char *)malloc(n-start)*(sizeof(char); strcpy

15、(hci,&cdstart); free(cd); return;void compress(char *filename,char *filename1) FILE *fp1,*fp2; int t,i=0,j=0,sum=0; char ch3, tr8; unsigned char c; fp1=fopen(filename,rt); if(fp1=NULL) printf(n无法打开 %s 文件,或该文件不存在!,filename); exit(0); fp2=fopen(filename1,wb); if(fp2=NULL) printf(n无法创建 %s 文件!,filename1

16、); exit(0); system(cls); printf(nnnnnnnn 压缩中，请稍候.); while(ch0=fgetc(fp1)!=EOF) if(ch0254) ch1=fgetc(fp1); ch2=0; else ch1=0; for(t=1;t=n;t+) if(ch0=10&ch1=0) strcpy(ch,-n); if(ch0=32&ch1=0) strcpy(ch,-t); if(!strcmp(htt.word,ch) while(j=7) for(;*(hct+i)!=0;i+,j+) trj=*(hct+i); if(j=7) sum=(tr7-48)*1

17、+(tr6-48)*2+(tr5-48)*4+(tr4-48)*8+(tr3-48)*16+(tr2-48)*32+(tr1-48)*64+(tr0-48)*128; c=(unsigned char)sum; fputc(c,fp2); j=0; i+; break; if(*(hct+i)=0) i=0; t=n+1; break; if(j=7&j!=0) for(;j=0;i-) mi=c%2; flag=c=c/2; if(i=0|c=0) break; if(unsigned char)ch=0;i-) mi=0; if(i=0) break; for(j=i;jnext=NULL

18、; while(1) system(cls); printf(nnnnn *); printf(nn 请选择您要执行的操作:nn 1.压缩文件nn 2.解压文件nn 3.退出n); printf(nn *); flushall(); choise=getch(); switch(choise) case 1: system(cls); printf(nnnnnnnn 请输入要压缩的文件名:); flushall(); scanf(%s,filename); printf(nn 请输入压缩后的文件名:); flushall(); scanf(%s,filename1); stat(head,fi

19、lename); ctrHuffTree(head); ctrHuffmancode(); protect1(filename1); compress(filename,filename1); break; case 2: system(cls); printf(nnnnn 请输入要解压的文件名:); flushall(); scanf(%s,filename1); printf(n 请输入解压后的文件名:); flushall(); scanf(%s,filename2); out(filename1); re_compress(filename1,filename2); break; case 3: exit(1); printf(nn ); default: system(cls); printf(n您的选择有误!); break; pr