大数据结构课程设计报告材料——哈夫曼编译码器.doc

实用标准文案 PAGE 精彩文档 数据结构 课程设计报告 专业班级：信息0802 姓名：赵思宇 学号：0909081029 指导老师：李登 日期：2010年7月 一、实验内容 哈夫曼编/译码器 利用哈夫曼编码进行信息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。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼编/译码系统。 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，并将它存于文件hfmTree中。 （2）E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件htmTree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写入文件CodePrint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、实验目的 学习数据结构与算法的最终目的是解决实际的应用问题，特别是非数值计算类型的应用问题。本课程设计要求同学独立完成一个较为完整的应用需求分析，在完成设计和编程大型作业的过程中，深化对数据结构与算法课程中基本概念、理论和方法的理解；训练综合运用所学知识处理实际问题的能力，使同学的程序设计与调试水平有一个明显的提高。 三、实验思想及分析 一个完整的系统应具有以下功能： 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，建立赫夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。 对赫夫曼树初始化。 根据书本算法6.12，对树进行从叶子到根的逆向求每个字符的赫夫曼编码。 更新赫夫曼树，并存到hfmTree.txt中。 算法6.12流程图如下： 开始 开始 传入参数：结点个数n 传入参数：结点个数n I I=n? N Y 动态分配内存，声明哈夫曼树HT，并对其值进行初始化 动态分配内存，声明哈夫曼树HT，并对其值进行初始化 建哈夫曼树，依次在HT[1..i-1]中Select parent为0且weight最小的两个结点 建哈夫曼树，依次在HT[1..i-1]中Select parent为0且weight最小的两个结点 分配n个字符编码的头指针向量和求编码的工作区间 分配n个字符编码的头指针向量和求编码的工作区间 从叶子到根逆向逐个字符求哈夫曼编码 从叶子到根逆向逐个字符求哈夫曼编码 释放工作空间 释放工作空间 结束 结束 图1 算法6.12流程图 E：编码(Encoding)。利用已建好的哈夫曼树，对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。 将终端输入须要编码的语句逐字在已建好的赫夫曼树中查找。 当在树中找到相匹配字符时，将该字符对应的赫夫曼编码用strcat() 统一存到code[]数组。 ③最后将code[]数组中的编码在终端输出并存储到CodeFile.txt中。 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。 从CodeFile.txt中获取须要译码的编码组。 将编码逐一读入，并在赫夫曼中根据左‘0’右‘1’去查找字符。 将译好的语句在终端输出，并存至Textfile.txt中。 P：打印表(TreePrint)。将已建立好的赫夫曼树的存储情况在终端以表格的形式罗列出来，使树的调用看起来更直观。 T：打印图(TreePrint)。将已建好的赫夫曼树以直观的图形在终端输出。 根据树的先序遍历算法，依次访问各个结点。 根据P打印出来的表，分析其所在的层次。 根据层次的大小，在终端输出相应长度的长条，来完成凹入表的输出。 四、程序代码： #includestdio.h #includestdlib.h #includestring.h typedef struct { char elem; int weight; int parent,lchild,rchild; }HTNode,*HuffmanTree;