数据结构哈夫曼树编码译码实验报告.docx

1、数据结构哈夫曼树编码译码实验报告【具体设计】之杨若古兰创作具体代码实现如下：#include#include#includestruct HuffmanNode /哈夫曼树的一个结点 int weight; int parent; int lchild,rchild; ;class HuffmanTree /哈夫曼树 private: HuffmanNode *Node; /Node存放哈夫曼树 char *Info; /Info存放源文用到的字符源码，如a,b,c,d,e，此内容可以放入结点中，不单独设数组存放 int LeafNum; /哈夫曼树的叶子个数，也是源码个数public: Hu

2、ffmanTree(); HuffmanTree(); void CreateHuffmanTree(); /*在内存中建立哈夫曼树，存放在Node中. 让用户从两种建立哈夫曼树的方法当选择：1.从键盘读入源码字符集个数，每个字符，和每个字符的权重，建立哈夫曼树，并将哈夫曼树写入文件hfmTree中.2.从文件hfmTree中读入哈夫曼树信息，建立哈夫曼树*/ void CreateHuffmanTreeFromKeyboard(); void CreateHuffmanTreeFromFile(); void Encoder(); /*使用建立好的哈夫曼树（如果不在内存，则从文件hfmTre

3、e中读入并建立内存里的哈夫曼树）， 对文件ToBeTran中的注释进行编码，并将码文写入文件CodeFile中. ToBeTran的内容可以用记事本等程序编辑发生.*/ void Decoder(); /*待译码的码文存放在文件CodeFile中，使用建立好的哈夫曼树（如果不在内存， 则从文件hfmTree中读入并建立内存里的哈夫曼树）将码文译码， 得到的源文写入文件TextFile中，并同时输出到屏幕上.*/ void PrintCodeFile(); /*将码文文件CodeFile显示在屏幕上*/ void PrintHuffmanTree(); /*将哈夫曼树以直观的方式（凹入暗示法，或

4、广义表，或其他树形暗示法）显示在屏幕上， 同时写入文件TreePrintFile中*/ void PrintHuffmanTree_aoru(int T,int layer=1); /*凹入暗示法显示哈夫曼树，由PrintHuffmanTree()调用*/;#include#include /为使用整型最大值#includeHuffmanTree.husing namespace std;/*HuffmanTree:HuffmanTree()Node=NULL;/*HuffmanTree:HuffmanTree()deleteNode;/*void HuffmanTree:CreateHuff

5、manTree() char Choose; coutChoose;if(Choose=2) /键盘输入建立哈夫曼树CreateHuffmanTreeFromKeyboard();/choose=2CreateHuffmanTreeFromFile();/*void HuffmanTree:CreateHuffmanTreeFromKeyboard()int Num;coutNum;if (Num=1)cout没法建立少于2个叶子结点的哈夫曼树.nn;return;LeafNum=Num;Node=new HuffmanNode2*Num-1; Info=new char2*Num-1;for

6、(int i=0;iNum;i+) /读入哈夫曼树的叶子结点信息cout请输入第i+1个字符值;getchar(); Infoi=getchar(); /源文的字符存入字符数组Info getchar();coutNodei.weight; /源文的字符权重存入Node.weight Nodei.parent=-1; Nodei.lchild=-1; Nodei.rchild=-1; for(i=Num;i2*Num-1;i+) /轮回建立哈夫曼树内部结点int pos1=-1,pos2=-1;int max1=32767,max2=32767;for(int j=0;ji;j+)/在根节点当

7、选出权值最小的两个if(Nodej.parent=-1)/是否为根结点if(Nodej.weightmax1)max2=max1;max1=Nodej.weight;pos2=pos1;pos1=j;elseif(Nodej.weightmax2)max2=Nodej.weight;pos2=j; Nodepos1.parent=i; Nodepos2.parent=i; Nodei.lchild=pos1; Nodei.rchild=pos2; Nodei.parent=-1; Nodei.weight=Nodepos1.weight+Nodepos2.weight; /forcout哈夫曼

8、树已成功构造完成.n;char ch;coutch;if (ch!=y&ch!=Y) return;elseofstream fop; fop.open(hfmTree.dat,ios:out|ios:binary|ios:trunc); /打开文件 if(fop.fail() coutn哈夫曼树文件打开失败，没法将哈夫曼树写入hfmTree.dat文件.n; return;fop.write(char*)&Num,sizeof(Num); /先写入哈夫曼树的叶子结点个数for(i=0;iNum;i+) /再写入源文字符集的所有字符（存储在Info中）fop.write(char*)&Info

9、i,sizeof(Infoi);flush(cout);for(i=0;i2*Num-1;i+) /最初写入哈夫曼树的各个结点（存储在Node中）fop.write(char*)&Nodei,sizeof(Nodei);flush(cout);fop.close(); /关闭文件coutn哈夫曼树已成功写入hfmTree.dat文件.n;/*void HuffmanTree:CreateHuffmanTreeFromFile()ifstream fip; fip.open(hfmTree.dat,ios:binary|ios:in);if(fip.fail() cout哈夫曼树文件hfmTre

10、e.dat打开失败，没法建立哈夫曼树.n;return; fip.read(char*)&LeafNum,sizeof(LeafNum); if (LeafNum=1) cout哈夫曼树文件中的数据有误，叶子结点个数少于2个，没法建立哈夫曼树.n;fip.close();return; Info=new charLeafNum; Node=new HuffmanNode2*LeafNum-1;for(int i=0;iLeafNum;i+) fip.read(char*)&Infoi,sizeof(Infoi);for(i=0;i2*LeafNum-1;i+) fip.read(char*)&

11、Nodei,sizeof(Nodei);fip.close();cout哈夫曼树已成功构造完成.n;/*void HuffmanTree:Encoder()if(Node=NULL)CreateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1)cout内存无哈夫曼树.操纵撤消.nn;return;/ifchar *SourceText; /字符串数组，用于存放源文 char Choose; coutChoose;if(Choose=1)ifstream fip1(ToBeTran.txt);if(fip1.fail() cout源文文件打开失败!没法继续履行.n;retu

12、rn; char ch;int k=0;while(fip1.get(ch) k+; /第一次读文件只统计文件中有多少个字符，将字符数存入kfip1.close(); SourceText=new chark+1; /申请存放源文的字符数组空间ifstream fip2(ToBeTran.txt);/第二次读源文文件，把内容写入SourceTextk=0; while(fip2.get(ch) SourceTextk+=ch; fip2.close();SourceTextk=0; cout需编码的源文为：;coutSourceTextendl;else /从键盘输入源文string Sour

13、ceBuff; cin.ignore();cout请输入须要编码的源文(可输入任意长，按回车键结束):n;getline(cin,SourceBuff,n); int k=0;while(SourceBuffk!=0)k+;SourceText=new chark+1;k=0;while(SourceBuffk!=0) SourceTextk=SourceBuffk;k+;SourceTextk=0;coutch;if(ch=y|ch=Y)ofstream fip2;fip2.open(ToBeTran.txt);if(!fip2)cerr文件打开失败！endl;abort();fip2Sou

14、rceTextendl;fip2.close();cout需编码的源文已写入ToBeTran.txt中endl;/开始编码ofstream fop(CodeFile.dat,ios:trunc); /打开码文存放文件char *code; code=new charLeafNum; /存放一个源文字符的编码int k=0;while(SourceTextk!=0) /源文串中从第一个字符开始逐一编码 int star=0;char ch=SourceTextk;for(int i=0;iLeafNum;i+)if(Infoi=ch)/求出该文字所在的单元编号break;int j=i;whil

15、e(Nodej.parent!=-1)j=Nodej.parent;if(InfoNodej.lchild=Infoi) codestar+=0;else codestar+=1;i=j;codestar=0;for(i=0;istar/2;i+)int j=codei;codei=codestar-i-1;codestar-i-1=j; i=0; /将源文的当前字符的对应编码写入码文文件while(codei!=0) fopcodei;i+;k+; /源文串中的字符后移一个fop.close();cout已完成编码，码文已写入文件CodeFile.dat中.nn; /*void Huffma

16、nTree:Decoder()if(Node=NULL) CreateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1)cout内存无哈夫曼树.操纵撤消.nn;return;/将码文从文件CodeFile.dat中读入 CodeStrifstream fip1(CodeFile.dat); if(fip1.fail()cout没有码文，没法译码.n;return;char* CodeStr;int k=0;char ch;while(fip1.get(ch)k+; fip1.close(); CodeStr=new chark+1;ifstream fip2(CodeFi

17、le.dat);k=0;while(fip2.get(ch) CodeStrk+=ch; fip2.close(); CodeStrk=0; cout经译码得到的源文为：;ofstream fop(TextFile.dat); int j=LeafNum*2-1-1; /j指向哈夫曼树的根 int i=0; /码文从第一个符号开始，顺着哈夫曼树由根下行，按码文的当前符号决定下行到左孩子还是右孩子while(CodeStri!=0) /下行到哈夫曼树的叶子结点处，则译出叶子结点对应的源文字符if(CodeStri=0) j=Nodej.lchild;else j=Nodej.rchild;if(

18、Nodej.rchild=-1)coutInfoj;fopInfoj;j=LeafNum*2-1-1;i+; fop.close(); coutn译码成功且已存到文件TextFile.dat中.nn;/*void HuffmanTree:PrintCodeFile()char ch;int i=1;ifstream fip(CodeFile.dat); ofstream fop(CodePrin.dat); if(fip.fail()cout没有码文文件，没法显示码文文件内容.n;return;while(fip.get(ch)coutch; fopch; if(i=50) coutendl;

19、fopendl;i=0;i+;coutendl;fopendl;fip.close(); fop.close(); /*void HuffmanTree:PrintHuffmanTree()if(Node=NULL) CreateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1) cout内存无哈夫曼树.操纵撤消.nn;return;ofstream fop(TreePrint.dat,ios_base:trunc);fop.close();PrintHuffmanTree_aoru(2*LeafNum-1-1,0);return;/*void HuffmanTree:P

20、rintHuffmanTree_aoru(int T,int layer)for(int i=0;ilayer;i+) cout_;coutNodeT.weightendl;if(NodeT.lchild!=-1) PrintHuffmanTree_aoru(NodeT.lchild,+layer);if(NodeT.rchild!=-1) PrintHuffmanTree_aoru(NodeT.rchild,layer-);#include#includeusing namespace std;int main()HuffmanTree huftree; char Choose;while(

21、1)coutnn*欢迎使用哈夫曼编码/译码零碎*endl;cout您可以进行以下操纵:endl;cout1 建立哈夫曼树 3 译码(码文已在文件CodeFile中) 5 显示哈夫曼树endl;cout2 编码(源文已在文件ToBeTran中，或键盘输入) 4 显示码文 6 退出 endl;coutChoose;switch(Choose)case 1:huftree.CreateHuffmanTree(); break;case 2:huftree.Encoder();break;case 3:huftree.Decoder();break;case 4:huftree.PrintCodeFi

22、le();break;case 5:huftree.PrintHuffmanTree();break;case 6:coutn*感谢使用本零碎!*nn;system(pause); return 0;/switch /while/main【用户手册】 进入哈弗曼树零碎，出现以下界面：1建立弗曼树 2、编码（源文中读入，键盘输入） 3、译码 4、显示码文 5、显示哈弗曼树 6、退出 用户根据该提示，选择前面数字，就能进入各个功能函数，实现函数功能.【运转结果】截图一：截图二：截图三：截图四：【心得体会】本实验是搜集相干材料，然后本人添加功能函数的代码实现的.是以，在完成未完成的功能函数之前还必必要仔细浏览所给出代码，全体观察各个部分之前的联系，搞清楚已给出和未完成的代码功能以后，才根据算法，设计出该功能的函数代码.在完成实验时，有发古代码也有纰漏的地方，如在源文件读入的时候，多出了一个值，得要添加下表减这个代码来去掉.还有就是在译码的时候，因为变量定义的混淆，在编译的时候通过，但履行时却出现料想不到的结果，在本人仔细观察、思考之前也还没找出错误的地方.后来通过请教老师，在和老师讨论检查以后才晓得了错误之所在，最初改正错误.实验成功完成.【参考文献】 数据结构与算法（课本） C+说话基础