哈夫曼树

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目录

一．需求分析 (3)

1.问题描述 (3)

2.功能要求 (3)

二．系统总框图和功能模块说明.4

1.系统总框图 (4)

2.功能模块说明 (4)

2.功能模块说明 (4)

3.系统设计 (4)

3.1主要链表 (4)

3.2主要功能函数 (6)

3.3关键函数的流程图 (6)

4.系统调试： (9)

5.总结 (13)

6.源程序： (13)

一．需求分析

哈夫曼编/译码器

1.问题描述

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。

2.功能要求

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。

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。

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。

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。

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．系统总框图和功能模块说明

图1. 系统总框图

2.功能模块说明

（1）.初始化； Initialization(LiHTNode *&ht)；

（2）.编码； Encoding(LiHTNode *&ht,LeafCode *&lc)；（3）.译码； Decoding(LeafCode *&lc)；

（4）.印代码模块； Print()；

（5）.印哈夫曼树。 Tree_Printing(LiHTNode *&ht)；

3.系统设计

3.1主要链表

struct LiHTNode //用于建立哈夫曼树

{

char data; //节点

double weight; //权值

char code; //编码

LiHTNode *parent; //双亲

LiHTNode *lchild; //左孩子

LiHTNode *rchild; //右孩子

};

存储结构如图所示

图2. 哈夫曼树节点存储结构

struct LeafCode //用于存储叶子节点和哈夫曼编码{

char leaf; //叶子

char code[N]; //叶子到根节点的编码串

int top; //栈顶指针

LeafCode *next;

};

存储结构如图所示

图3. 叶子哈夫曼编码存储结构

3.2主要功能函数

Initialization(LiHTNode *&ht) //初始化

Encoding(LiHTNode *&ht,LeafCode *&lc) //编码 Decoding(LeafCode *&lc) //译码

Print() //印代码模块

Tree_Printing(LiHTNode *&ht) //印哈夫曼树

3.3关键函数的流程图

（1）. Initialization(LiHTNode *&ht) //初始化

图4. 初始化

（2）. Encoding(LiHTNode *&ht,LeafCode *&lc) //编码

图5. 编码

（3）. Decoding(LeafCode *&lc) //译码

图6. 译码

（4）. Print() //印代码模块

图7. 印代码模块

（5）. Tree_Printing(LiHTNode *&ht) //印哈夫曼树

图8. 印哈夫曼树

4.系统调试：

（1）.调试结果如下：

图9. 调试结果

（2）.终端显示如下：

图10. 终端显示

图11. 终端显示

图12. 终端显示

（3）.各文件如下：

1).文件hfmTree.txt

2）.文件ToBeTran.txt

3).文件CodeFile.txt

图15. 文件CodeFile.txt

4).文件TextFile.txt

图16. 文件TextFile.txt 5）.文件Codeprint.txt

图17. 文件Codeprint.txt

6).文件TreePrint.txt