哈夫曼编码课程设计报告文档格式.docx
- 文档编号:18816654
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:78.99KB
哈夫曼编码课程设计报告文档格式.docx
《哈夫曼编码课程设计报告文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《哈夫曼编码课程设计报告文档格式.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
该系统将实现以下几大功能:
从硬盘读取字符串,建立哈夫曼树,输出哈夫曼树的存储结构的初态和终态,输出各种字符出现的次数以及哈夫曼编码的译码等。
(2)模块的设计及介绍
1从硬盘读取字符串
fileopen(参数)
{
实现命令;
打印输出;
}
2建立HuffmanTree
通过三个函数来实现:
voidselect_min(参数)
{
初始化;
for
{
接受命令;
处理命令;
}
说明:
在ht[1...。
k]中选择parent为0且权值最小的两个根结点的算法
inttongji(参数)
}
说明:
统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类
voidCreate_huffmanTree()
初始化;
{
输出字符统计情况;
构造哈夫曼树
3哈夫曼编码
voidHuffman_bianma(参数)
定义变量;
{
哈夫曼编码
(3)主要模块程序流程图
下面介绍三个主要的程序模块流程图:
①主函数流程图:
图3.1
流程图注释:
该图比较简单,主要是调用各个函数模块,首先代开已经存在的文件,然后统计总的字符数以及出现的各个字符和频率。
然后才开始建立哈夫曼树,接着在哈夫曼树的基础上对其进行编码。
最后输出结束。
②构造哈夫曼树:
图3.2
流程图注释:
该图是表示构造哈夫曼树的过程。
首先输入num个叶结点的权值,当i=num是循环结束。
然后进行哈夫曼树的构建,当i=2*num-1是循环结束.最后输出所得到的字符统计情况。
③哈夫曼编码:
图3.3
流程图解释:
该流程图表四哈夫曼编码情况。
首先初始化,Cd[——start]=0,start=num.然后进行
编码,当cd[--start]=T[p]。
lchild==c时,cd[--start]=0;
当cd[-—start]=T[p].left!
==c时,cd[-—start]=1。
这个编码循环一直到i=num时结束。
4系统实现
各模块关键代码及算法的解释:
1主调函数
代码解释:
这是main函数里的各个函数调用情况。
fileopen(string);
//从硬盘中读取文件
num=tongji(string,cishu,str);
//统计字符种类及各类字符出现的频率
Create_huffmanTree(HT,HC,cishu,str);
//建立哈夫曼树
Huffman_bianma(HT,HC);
//生成哈夫曼编码
代码解释:
该函数为在ht[1...。
k]中选择parent为0且权值最小的两个根结点的算法,其序号为s1和s2。
voidselect_min(HuffmanTreeT,intk,int&
x1,int&x2)
inti,j;
intmin1=1000;
for(i=1;
i〈=k;
i++)
if(T[i].weight<
min1&
&T[i]。
parent==0)
{
j=i;
min1=T[i].weight;
}
x1=j;
min1=1000;
for(i=1;
i<
=k;
if(T[i].weight〈min1&
&
T[i].parent==0&&i!
=x1)
{
j=i;
min1=T[i]。
weight;
}
x2=j;
下面函数用来统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类。
当字符在A和Z之间时即被计数,并用str[j]保存字母到数组中,用cnt[j]统计每种字符个数。
j返回总共读取的字符数目。
inttongji(char*s,intcishu[],charstr[])
inti,j,k;
char*p;
intt[27];
=26;
i++)
t[i]=0;
for(p=s;
*p!
=’\0'
;
p++)
{
if(*p>
=’A’&&*p〈='
Z'
)
k=*p-64;
t[k]++;
}
for(i=1,j=0;
i〈=26;
++i)
if(t[i]!
=0)
{
j++;
str[j]=i+64;
cishu[j]=t[i];
returnj;
下面函数用来构造哈夫曼树HT。
首先初始化哈夫曼树,然后输入前面统计的各结点的权值,用for循环来构造哈夫曼树.
voidCreate_huffmanTree(HuffmanTreeht,HuffmanCodehc,intcishu[],charstr[])
{//生成哈夫曼树HT
inti,s1,s2;
for(i=0;
2*num—1;
{
ht[i]。
left=0;
ht[i].right=0;
parent=0;
ht[i]。
weight=0;
}
for(i=1;
i〈=num;
i++)//输入num个叶结点的权值
ht[i].weight=cishu[i];
for(i=num+1;
=2*num-1;
{//选择parent为0且权值最小的两个根结点,其序号为s1和s2,i为双亲
select_min(ht,i-1,s1,s2);
ht[s1]。
parent=i;
ht[s2].parent=i;
ht[i].left=s1;
ht[i]。
right=s2;
ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;
i〈=num;
hc[i]。
ch=str[i];
//字符的种类
i=1;
while(i<
=num)
printf(”字符%c次数:
%8d\n”,hc[i]。
ch,cishu[i++]);
3生成Huffman编码并写入文件
根据哈夫曼树T求哈夫曼编码H.
voidHuffman_bianma(HuffmanTreeT,HuffmanCodeH)//根据哈夫曼树T求哈夫曼编码H
intchild,parent,i;
//child和parent分别指示t中孩子和双亲
charcode[n];
//存放编码
intstart;
//指示码在code中的起始位置
code[num]=’\0’;
//最后一位(第num个)放上串结束符
=num;
start=num;
//初始位置
child=i;
//从叶子结点到根结点进行遍历
while((parent=T[child].parent)>
0)//直至t[child]是树根为止
{//若t[child]是t[parent]的左孩子,则生成0;
否则生成1
if(T[parent].left==child)
code[—-start]=’0'
else
code[-—start]=’1'
child=parent;
strcpy(H[i]。
co,&
code[start]);
H[i].len=num-start;
对str所代表的字符串进行编码并写入文件。
将翻译的二进制码写入文本文件。
voidcoding(HuffmanCodehc,char*str)
{//对str所代表的字符串进行编码并写入文件
inti,j;
FILE*fp;
fp=fopen("
codefile。
txt”,"
w”);
while(*str)
for(i=1;
if(hc[i]。
ch==*str){
for(j=0;
j<
=hc[i].len;
j++)
fputc(hc[i].co[j],fp);
break;
}
str++;
}fclose(fp);
5系统调试
本次测试是在我的电脑的D盘中建立一个名为file.txt的文本文档,其中有大写字母IAMASTUDENT,期望程序能将其读出至界面并实现其他相关的功能.
运行程序后,我们可以见到一下的运行界面。
从硬盘中读出已有的文本文件
输出所读字符的种类和每种字符的个数
输出编码
小结
通过一周的课程设计使我对哈夫曼树以及哈夫曼编码有了更深的认识和理解,也使我更加明白哈夫曼编码译码在信息技术中的重要性和地位。
首先我谈谈我在设计期间我遇到的难点.开始的时候,代码中有许多的错误,特别是有一个“无法找到文件"
的错误让我束手无策,最后还是屏蔽了定义的四个头文件然后慢慢地改正错误才让我又看到了希望。
然后在实现文章的读入时,由于对文件不是太熟悉,只好翻开C语言书本仿照其模式编写,但后来进入了死循环,最后的解决方式是把main函数里的一个do…while循环去掉。
许多的错误让我明白了一个道理-——细心是非常重要的.同时,对于编程者而言,思路清晰是相当重要的。
在适当的时候和同学一起交流探讨是一个十分好的学习机会。
这次课程设计不但让我学得了一些编程知识,还学会了系统的做一份课程设计报告,学会了如何截图,学会了如何更好的画流程图,明白了做事情只有认真,才能真正做得更好!
通过这次课程设计,我看清楚了自己的编程功底和动手能力还很不足,这主要是平时实践太少的缘故.我想,在未来的暑假中,我会努力尝试编写一些程序.
在这个程序中,还有许多地方值得完善.比如,读出文本只能是大写的文档,空格和小写不能识别。
由于时间问题,暂时不能实现了,我想在暑假里好好研究这个问题.
未完成:
哈夫曼译码
附录源程序
#include<
stdio.h>
#include<
string.h〉
#include〈stdlib。
h〉
#include<
fstream.h〉
//类型相关变量的定义
#definen100
#definem2*n—1
typedefstruct{
charch;
charco[9];
intlen;
}CodeNode;
typedefCodeNodeHuffmanCode[n+1];
typedefstruct{
intweight;
intleft,right,parent;
}HTNode;
typedefHTNodeHuffmanTree[m+1];
intnum;
{//选择权值最小的两个根结点,其序号为x1和x2
i++)//找最小值
if(T[i].weight<
min1&&
T[i]。
min1=T[i]。
weight;
}
for(i=1;
i++)//找次小值
if(T[i].weight<
T[i]。
parent==0&
i!
{
j=i;
min1=T[i].weight;
inttongji(char*s,intcishu[],charstr[])
{//统计字符串中各种字母的个数以及字符的种类
inti,j,k;
intt[27];
t[i]=0;
for(p=s;
;
p++)//统计各种字符的个数
if(*p〉=’A’&
*p〈='
k=*p—64;
t[k]++;
i〈=26;
if(t[i]!
j++;
str[j]=i+64;
//送对应的字母到数组中
cishu[j]=t[i];
//存入对应字母的权值
//j是输入字母种数
voidCreate_huffmanTree(HuffmanTreeht,HuffmanCodehc,intcishu[],charstr[])
inti,s1,s2;
for(i=0;
i〈2*num-1;
ht[i].left=0;
ht[i]。
right=0;
parent=0;
ht[i].weight=0;
weight=cishu[i];
for(i=num+1;
=2*num—1;
{//选择parent为0且权值最小的两个根结点,其序号为s1和s2,i为双亲
select_min(ht,i—1,s1,s2);
ht[s1].parent=i;
ht[s2].parent=i;
ht[i]。
left=s1;
ht[i].right=s2;
weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;
hc[i].ch=str[i];
while(i〈=num)
printf("
字符%c次数:
%8d\n"
,hc[i].ch,cishu[i++]);
voidHuffman_bianma(HuffmanTreeT,HuffmanCodeH)//根据哈夫曼树T求哈夫曼编码H
intchild,parent,i;
charcode[n];
code[num]=’\0'
while((parent=T[child]。
parent)>
0)//直至t[child]是树根为止
{//若t[child]是t[parent]的左孩子,则生成0;
if(T[parent].left==child)
code[--start]='
0’;
code[-—start]=’1’;
child=parent;
strcpy(H[i].co,&code[start]);
{//对str所代表的字符串进行编码并写入文件
inti,j;
FILE*fp;
fp=fopen(”codefile。
txt”,”w”);
=num;
if(hc[i].ch==*str){
j〈=hc[i]。
len;
fputc(hc[i]。
co[j],fp);
str++;
}fclose(fp);
voidoutput()//输出编码
FILE*fp;
if((fp=fopen(”codefile。
r+”))==NULL)
error\n”);
exit(0);
printf("
编码为:
\n”);
ch=fgetc(fp);
while(!
feof(fp))
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
\n”);
intfileopen(charstring[])//读入文件
if((fp=fopen("
D:
\\数据结构课程设计\\file。
txt"
"
r”))==NULL)
printf(”不能打开文件!
\n"
);
exit
(1);
while(fgets(string,100,fp)!
=NULL)
printf(”%s\n”,string);
fclose(fp);
return0;
//主函数
voidmain()
charstring[100];
char*s,str[27];
intcishu[27];
HuffmanTreeHT;
HuffmanCodeHC;
intx;
printf(”********************************\n"
);
*****哈夫曼编码*****\n”);
printf(”********************************\n”);
while
(1)
printf(”请选择"
\t1.开始\n"
\t2.输出各字符统计个数\n”);
\t3.编码\n”);
printf(”\t4。
输出编码\n”);
printf(”\t5。
退出\n”);
scanf("
%d”,&x);
switch(x)
case1:
printf(”读出文本为:
fileopen(string);
break;
case2:
num=tongji(string,cishu,str);
//统计字符的种类及各类字符出现的次数
Create_huffmanTree(HT,HC,cishu,str);
break;
case3:
Huffman_bianma(HT,HC);
coding(HC,string);
//建立电文哈夫曼编码文件
case4:
output();
break;
case5:
exit(0);
free(HT);
default:
printf("
输入错误!
continue;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 哈夫曼 编码 课程设计 报告