用哈夫曼编码实现文件压缩实验报告管理资料Word文档格式.docx

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根据字符出现频率编码，使电文总长最短

编码：

根据字符出现频率构造Huffman树，然后将树中结点引向其左孩子的分支标“0”，引向其右孩子的分支标“1”；

每个字符的编码即为从根到每个叶子的路径上得到的0、1序列。

（3）文本编码

读取存放在文本中的字母，一对一的进行编译，将对应的编码存放到另一个文本中。

六、详细设计：

#include<

>

//树结点定义

typedefstruct

{

intweight;

intparent;

intlchild;

intrchild;

}HTNode,*HuffmanTree;

staticcharN[100];

//用于保存字符

//赫夫曼编码，char型二级指针

typedefchar**HuffmanCode;

//封装最小权结点和次小权结点

ints1;

ints2;

}MinCode;

//函数声明

voidError（）;

HuffmanCodeHuffmanCoding（HuffmanTree&

HT,HuffmanCodeHC,int*w,intn）;

MinCodeSelect（HuffmanTreeHT,intn）;

//当输入1个结点时的错误提示

voidError（）

printf（"

一个字符不进行编码!

\n"

）;

exit

（1）;

}

//构造赫夫曼HT，编码存放在HC中,w为权值,n为结点个数

HT,HuffmanCodeHC,int*w,intn）

inti,s1=0,s2=0;

HuffmanTreep;

char*cd;

intf,c,start,m;

MinCodemin;

if（n<

=1）

{

Error（）;

//只有一个结点不进行编码，直接exit

（1）退出

}

m=2*n-1;

//赫夫曼码需要开辟的结点大小为2n-1

HT=（HuffmanTree）malloc（（m+1）*sizeof（HTNode））;

//开辟赫夫曼树结点空间m+1

//初始化n个叶子结点

for（p=HT,i=0;

i<

=n;

i++,p++,w++）

p->

weight=*w;

parent=0;

lchild=0;

rchild=0;

//将n-1个非叶子结点的初始化

for（;

=m;

i++,p++）

weight=0;

//构造赫夫曼树

for（i=n+1;

i++）

min=Select（HT,i-1）;

//找出最小和次小的两个结点

s1=;

//最小结点下标

s2=;

//次小结点下标

HT[s1].parent=i;

HT[s2].parent=i;

HT[i].lchild=s1;

HT[i].rchild=s2;

HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;

//赋权和

//打印赫夫曼树

HTList:

Number\t\tweight\t\tparent\t\tlchild\t\trchild\n"

for（i=1;

%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\t\n"

i,HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild）;

//从叶子结点到根节点求每个字符的赫夫曼编码

HC=（HuffmanCode）malloc（（n+1）*sizeof（char*））;

cd=（char*）malloc（n*sizeof（char*））;

//为赫夫曼编码动态分配空间

cd[n-1]='

\0'

;

//编码结束符

//求叶子结点的赫夫曼编码

start=n-1;

//定义左子树为0，右子树为1

/*

从最下面的1号节点开始往顶部编码（逆序存放），然后编码2号节点，3号......

*/

for（c=i,f=HT[i].parent;

f!

=0;

c=f,f=HT[f].parent）

if（HT[f].lchild==c）

cd[--start]='

0'

else

1'

//为第i个字符分配编码空间

HC[i]=（char*）malloc（（n-start）*sizeof（char*））;

//将当前求出结点的赫夫曼编码复制到HC

strcpy（HC[i],&

cd[start]）;

free（cd）;

returnHC;

MinCodeSelect（HuffmanTreeHT,intn）

intmin,secmin;

inttemp=0;

inti,s1,s2,tempi=0;

MinCodecode;

s1=1;

s2=1;

min=999999;

//足够大

//找出权值weight最小的结点，下标保存在s1中

if（HT[i].weight<

min&

&

HT[i].parent==0）

min=HT[i].weight;

s1=i;

secmin=999999;

//找出权值weight次小的结点，下标保存在s2中

if（（HT[i].weight<

secmin）&

（i!

=s1）&

secmin=HT[i].weight;

s2=i;

//放进封装中

=s1;

=s2;

returncode;

}

voidCompression（HuffmanCodeHC）//翻译原文档字符为赫夫曼编码

{

FILE*fp1,*fp2;

charch;

if（（fp1=fopen（"

"

"

r"

））==NULL）

exit（0）;

if（（fp2=fopen（"

a"

ch=fgetc（fp1）;

while（（int）ch!

=-1）

{

switch（ch）

case'

a'

:

fputs（HC[1],fp2）;

break;

b'

fputs（HC[2],fp2）;

c'

fputs（HC[3],fp2）;

d'

fputs（HC[4],fp2）;

e'

fputs（HC[5],fp2）;

f'

fputs（HC[6],fp2）;

g'

fputs（HC[7],fp2）;

h'

fputs（HC[8],fp2）;

i'

fputs（HC[9],fp2）;

j'

fputs（HC[10],fp2）;

k'

fputs（HC[11],fp2）;

l'

fputs（HC[12],fp2）;

m'

fputs（HC[13],fp2）;

n'

fputs（HC[14],fp2）;

o'

fputs（HC[15],fp2）;

p'

fputs（HC[16],fp2）;

q'

fputs（HC[17],fp2）;

r'

fputs（HC[18],fp2）;

s'

fputs（HC[19],fp2）;

t'

fputs（HC[20],fp2）;

u'

fputs（HC[21],fp2）;

v'

fputs（HC[22],fp2）;

w'

fputs（HC[23],fp2）;

x'

fputs（HC[24],fp2）;

y'

fputs（HC[25],fp2）;

z'

fputs（HC[26],fp2）;

default:

没有编码！

}

fclose（fp1）;

fclose（fp2）;

voidmain（）

HuffmanTreeHT=NULL;

HuffmanCodeHC=NULL;

int*w=NULL;

inti,n;

输入字符：

gets（N）;

n=strlen（N）;

w=（int*）malloc（（n+1）*sizeof（int*））;

//开辟n+1个长度的int指针空间

w[0]=0;

输入结点权值：

//输入结点权值

w[%d]="

i）;

scanf（"

%d"

&

w[i]）;

//构造赫夫曼树HT，编码存放在HC中,w为权值,n为结点个数

HC=HuffmanCoding（HT,HC,w,n）;

//输出赫夫曼编码

赫夫曼:

Number\t\tWeight\t\tCode\n"

%c\t\t%d\t\t%s\n"

N[i-1],w[i],HC[i]）;

Compression（HC）;

选取权值最小的结点的算法：

选取权值次小的结点的算法：

哈夫曼树建立的算法：

开始

读入n,S1,S2的值

i=n+1

=2n-1

否

是

HT[s1].parent=i;

HT[s2].parent=i;

HT[i].lchild=s1;

HT[i].rchild=s2;

i++

输出S1的值

结束

哈夫曼编码的算法：

读入n

i=1

=n

start=1

c=i

f=HT[i].parent

f!

=0

HT[f].lchild==c

否

cd[--start]='

输出cd的值

七、测试结果及分析：

4.输出哈夫曼树：

5.字符对应编码：

6.要编码的文本：

7.编译后的文本：

八、教师评语：

教师评价

评定项目

A

B

C

D

算法正确

界面美观，布局合理

程序结构合理

操作熟练

语法、语义正确

解析完整

实验结果正确

文字流畅

报告规范

题解正确

其他：

评价教师签名：

年月日