基于某哈夫曼编码地通信系统地设计与实现.docx

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河北工业大学 《数据结构》课程实验 实 验 报 告 题目:基于哈夫曼编码的通信系统的设计与实现 专业:计算机科学与技术 班级:计1301班 姓名:张路浩 刘禄源 刘磊波 李浩川 邹博睿 王超 完成日期: 2015-1-13 一、试验内容 1)初始化处理:建立通信系统 (1)建立有100句中文的信息集合,每个句子称为一条信息。 (2)输入编码参数: ① 从终端输入编码字符集大小n,字符编码长度m(设n为4,m为8); ② 从终端输入编码字符(设为A,B,C,D); (3)生成每条信息的字符编码,构造字符编码集合; (4)计算每个字符在字符编码集合中出现的概率; (5)根据字符概率构造哈夫曼树,求出每个字符的二进制编码。 2)发送端信息编码 (1)用户从信息集合中选择一条信息,找到该信息对应的字符编码; (2)根据该信息的字符编码,哈夫曼树求出的每个字符的二进制编码,构造出该信息的二进制编码,记录该二进制编码。(由于是软件模拟,没有发送设备,发送端的编码工作完成)。 3)接受端信息译码 (1)根据得到的信息的二进制编码,利用哈夫曼树求出的每个字符的二进制编码,还原出信息的字符编码; (2)根据信息的字符编码,找到对应的信息。 5、实现提示 (1)本试验涉及到通讯学科的编码理论和信息学科的数据压缩技术。 (2)根据参数生成的通信系统的所有信息的有效存储问题。 (3)信息字符编码可参考随机数的方式生成,且要求保持唯一性 二、试验目的 (1)掌握二叉树的存储结构及其相关操作。 (2)掌握构造哈夫曼树的基本思想,及其编码/译码过程。 三、流程图 开始定义汉字信息string 开始 定义汉字信息 string message[10] 通过随机数函数对汉字信息用字符集进行编码psw[ 通过随机数函数对汉字信息用字符集进行编码psw[i] 设置随机数种子 srand(time(NULL)); 定义字符集大小n 输入字符集内容HT.HFMTree[i 输入字符集内容 HT.HFMTree[i].word 输入n 统计汉字信息字符编码中各字符出现的频度 统计汉字信息字符编码中各字符出现的频度HT.HFMTree[k].weight 用字符集对信息进行字符编码 用字符集对信息进行字符编码void CreatCode(HCodeType HT,int n) 输入编码长度p 输入编码长度p i i2n-1 Y指针初始化HT.HFMTree[i].parent = -1; HT.HFMTree[ Y 指针初始化 HT.HFMTree[i].parent = -1; HT.HFMTree[i].rchild = -1; HT.HFMTree[i].lchild = -1; 逐个非叶结点构造 根据各字符构的频度构造哈夫曼树 CreatHFMTree(HT,n) N N 将各信息的字符编码进行哈弗曼树编码 将各信息的字符编码进行哈弗曼树编码 寻找具有最小、次小值的根建树 哈夫曼编码 CreatHFMCode(HT,HFMCode,n); 链接父节点和兄弟结点,i 链接父节点和兄弟结点,i++ 父指针为空 父指针为空 Y输出文字信息和对应的哈夫曼编码 Y 输出文字信息和对应的哈夫曼编码 Y原来的最小变为次小,记下新的最小值比原来最小的还要小 Y 原来的最小变为次小,记下新的最小值 比原来最小的还要小 记下新的次小值比原来的 记下新的次小值 比原来的次小还小 N 结束 四、源程序代码 #includeiostream #includecstdlib #includectime #includestring using namespace std; const int n=4;//叶子节点个数 const int MAXVALUE = 9999; int m,p; //编码参数 string l; int size; //构造哈夫曼树结点 typedef struct{ int weight;//权值 int parent;//父节点 int lchild;//左子树 int rchild;//右子树 char word;//编码字符 }HNodeType; //构造哈夫曼编码数组 typedef struct{ HNodeType HFMTree[2*n-1];//结点数 int bit[n]; int start; }HCodeType; HCodeType HT; HCodeType HFM

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