哈夫曼编译码器课程设计报告完整版Word文档下载推荐.docx
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数据结构标准教程胡超、闫宝玉编着
完成期限:
2012年6月21日
指导教师签名:
课程负责人签名:
2012年6月21日
一、设计题目(任选其一)
二、实验目的
1巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力;
2深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解;
3巩固构造赫夫曼树的算法;
4设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。
三、运行环境(软、硬件环境)
Windowsxpsp3,VisualC++6.0英文版
四、算法设计的思想
(1)初始化赫夫曼树,输入文件tobetrans.txt中各字符及其权值,并保存于hfmtree.txt文件中
(2)编码(Coding)。
对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中
(3)D:
(4)P:
(5)T:
将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。
五、流程图
六、算法设计分析
1.赫夫曼树节点的数据类型定义为:
typedefstruct{//赫夫曼树的结构体
charch;
intweight;
//权值
intparent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
2.voidHuffmanCoding(HuffmanTree&
char*,int*,int);
建立赫夫曼树的算法,此函数块调用了Select()函数。
voidselect(HuffmanTreeHT,intj,int*x,int*y);
从已建好的赫夫曼树中选择parent为0,weight最小的两个结点。
3.利用已建好的哈夫曼树从文件hfmtree.txt中读入,对文件中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile.txt中。
4.coding
编码功能:
对输入字符进行编码
5.Decoding
译码功能:
利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.txt中的代码进行译码,结果存入文件textfile.txt中。
6.Print()打印功能函数:
输出哈夫曼树以及对应的编码。
七、源代码
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
string.h>
//定义赫夫曼树结点的结构体
typedefstruct{
//增加一个域,存放该节点的字符
intweight;
}HTNode,*HuffmanTree;
typedefchar**HuffmanCode;
//指向赫夫曼编码的指针
voidtips();
//打印操作选择界面
voidHuffmanCoding(HuffmanTree&
//建立赫夫曼树的算法
//从已建好的赫夫曼树中选择parent为0,weight最小的两个结点
voidInit();
voidCoding();
//编码
voidDecoding();
//译码
voidPrint_code();
//打印译码好的代码
voidPrint_tree();
//打印哈夫曼树
intRead_tree(HuffmanTree&
);
//从文件中读入赫夫曼树
voidfind(HuffmanTree&
HT,char*code,char*text,inti,intm);
//译码时根据01字符串寻找相应叶子节点的递归算法
voidConvert_tree(unsignedcharT[100][100],ints,int*i,intj);
//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的赫夫曼树
HuffmanTreeHT;
//全局变量
intn=0;
//全局变量,存放赫夫曼树叶子结点的数目
intmain()
{
charselect;
while
(1)
tips();
scanf("
%c"
&
select);
switch(select)//选择操作,根据不同的序号选择不同的操作
{
case'
1'
:
Init();
break;
2'
Coding();
3'
Decoding();
4'
Print_code();
5'
Print_tree();
0'
exit
(1);
default:
printf("
Inputerror!
\n"
}
getchar();
}
return0;
voidtips()//操作选择界面
-----------------------------------------------------\n"
--请选择操作--\n"
\n"
---------------------1初始化赫夫曼树---------------\n"
---------------------2编码---------------\n"
---------------------3译码---------------\n"
---------------------4打印代码文件---------------\n"
---------------------5打印赫夫曼树---------------\n"
---------------------0退出---------------\n"
//初始化函数,输入n个字符及其对应的权值,根据权值建立哈夫曼树,并将其存于文件hfmtree中
voidInit()
FILE*fp;
inti,n,w[52];
//数组存放字符的权值
charcharacter[52];
//存放n个字符
\n输入字符个数n:
"
scanf("
%d"
n);
//输入字符集大小
输入%d个字符及其对应的权值:
n);
for(i=0;
i<
n;
i++)
charb=getchar();
character[i]);
w[i]);
//输入n个字符和对应的权值
HuffmanCoding(HT,character,w,n);
//建立赫夫曼树
if((fp=fopen("
hfmtree.txt"
"
w"
))==NULL)
printf("
Openfilehfmtree.txterror!
for(i=1;
=2*n-1;
if(fwrite(&
HT[i],sizeof(HTNode),1,fp)!
=1)//将建立的赫夫曼树存入文件hfmtree.txt中
Filewriteerror!
\n赫夫曼树建立成功,并已存于文件hfmtree.txt中\n"
fclose(fp);
//建立赫夫曼树的算法
HT,char*character,int*w,intn)
intm,i,x,y;
HuffmanTreep;
if(n<
=1)return;
m=2*n-1;
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));
for(p=HT+1,i=1;
=n;
++i,++p,++character,++w)
{p->
ch=*character;
p->
weight=*w;
parent=0;
lchild=0;
rchild=0;
for(;
=m;
++i,++p){p->
ch=0;
weight=0;
for(i=n+1;
++i)
select(HT,i-1,&
x,&
y);
HT[x].parent=i;
HT[y].parent=i;
HT[i].lchild=x;
HT[i].rchild=y;
HT[i].weight=HT[x].weight+HT[y].weight;
//从HT[1]到HT[j]中选择parent为0,weight最小的两个结点,用x和y返回其序号
voidselect(HuffmanTreeHT,intj,int*x,int*y)
inti;
//查找weight最小的结点
=j;
i++)
if(HT[i].parent==0)
{*x=i;
for(;
if((HT[i].parent==0)&
&
(HT[i].weight<
HT[*x].weight))
*x=i;
HT[*x].parent=1;
//查找weight次小的结点
{*y=i;
(i!
=*x)&
HT[*y].weight))
*y=i;
//对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中
voidCoding()
FILE*fp,*fw;
inti,f,c,start;
char*cd;
HuffmanCodeHC;
if(n==0)
n=Read_tree(HT);
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树,返回叶子结点数
//求赫夫曼树中各叶子节点的字符对应的的编码,并存于HC指向的空间中
HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));
cd[n-1]='
\0'
;
for(i=1;
start=n-1;
for(c=i,f=HT[i].parent;
f!
=0;
c=f,f=HT[f].parent)
if(HT[f].lchild==c)
cd[--start]='
elsecd[--start]='
HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));
strcpy(HC[i],&
cd[start]);
free(cd);
tobetrans.txt"
rb"
Openfiletobetrans.txterror!
if((fw=fopen("
codefile.txt"
wb+"
Openfilecodefile.txterror!
chartemp;
fscanf(fp,"
temp);
//从文件读入第一个字符
while(!
feof(fp))
for(i=1;
if(HT[i].ch==temp)break;
//在赫夫曼树中查找字符所在的位置
for(intr=0;
HC[i][r]!
='
r++)//将字符对应的编码存入文件
fputc(HC[i][r],fw);
fscanf(fp,"
//从文件读入下一个字符
fclose(fw);
\n已将文件hfmtree.txt成功编码,并已存入codefile.txt中!
\n\n"
//将文件codefile中的代码进行译码,结果存入文件textfile中
voidDecoding()
intm,i;
char*code,*text,*p;
if(n==0)
if((fw=fopen("
textfile.txt"
Openfiletextfile.txterror!
code=(char*)malloc(sizeof(char));
code);
//从文件读入一个字符
!
feof(fp);
code=(char*)realloc(code,(i+1)*sizeof(char));
//增加空间
code[i]);
//从文件读入下一个字符
code[i-1]='
//codefile.txt文件中的字符已全部读入,存放在code数组中
text=(char*)malloc(100*sizeof(char));
p=text;
m=2*n-1;
if(*code=='
)
find(HT,code,text,HT[m].lchild,m);
//从根节点的左子树去找
else
find(HT,code,text,HT[m].rchild,m);
//从根节点的右子树去找
for(i=0;
p[i]!
i++)//把译码好的字符存入文件textfile.txt中
fputc(p[i],fw);
\n已将codefile.txt文件成功译码,兵已存入textfile.txt文件!
//将文件codefi1e以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。
voidPrint_code()
if((fp=fopen("
codeprint.txt"
Openfilecodeprint.txterror!
\n文件codefi1e显示如下:
{
temp);
if(i%50==0)printf("
fputc(temp,fw);
//将该字符存入文件codeprint.txt中
\n\n已将此字符形式的编码写入文件codeprint.txt中!
//将已在内存中的哈夫曼树显示在屏幕上,并将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。
voidPrint_tree()
unsignedcharT[100][100];
inti,j,m=0;
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树,返回叶子结点数
Convert_tree(T,0,&
m,2*n-1);
//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的树,存于数组T中
treeprint.txt"
Openfiletreeprint.txterror!
\n打印已建好的赫夫曼树:
for(j=0;
T[i][j]!
j++)
if(T[i][j]=='
'
){printf("
"
fputc(T[i][j],fp);
else
{printf("
T[i][j]);
fprintf(fp,"
%d\n"
\n已将该字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint.txt中!
//从文件hfmtree.txt中读入赫夫曼树,返回叶子节点数
HT)
inti,n;
HT=(HuffmanTree)malloc(sizeof(HTNode));
r"
HT=(HuffmanTree)realloc(HT,(i+1)*sizeof(HTNode));
fread(&
HT[i],sizeof(HTNode),1,fp);
//读入一个节点信息
n=(i-1)/2;
returnn;
//译码时根据01字符串寻找相应叶子节点的递归算法
HT,char*code,char*text,inti,intm)
if(*code!
)//若译码未结束
code++;
if(HT[i].lchild==0&
HT[i].rchild==0)//若找到叶子节点
*text=HT[i].ch;
//将叶子节点的字符存入text中
text++;
if((*code=='
))
//从根节点的左子树找
//从根节点的右子树找
else//如果不是叶子节点
if(*code=='
find(HT,code,text,HT[i].lchild,m);
//从该节点的左子树去找
find(HT,code,text,HT[i].rchild,m);
//从该节点的右子树去找
*text='
//译码结束
//将文件中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的赫夫曼树打印出来
voidConvert_tree(unsignedcharT[100][100],ints,int*i,intj)
intk,l;
l=++(*i);
for(k=0;
k<
s;
k++)
T[l][k]='
T[l][k]=HT[j].weight;
if(HT[j].lchild)
Convert_tree(T,s+1,i,HT[j].lchild);
if(HT[j].rchild)
Convert_tree(T,s+1,i,HT[j].rchild);
T[l][++k]='
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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