数据结构 哈夫曼编码器课程设计报告

数据结构哈夫曼编码器课程设计报告
数据结构哈夫曼编码器课程设计报告
1.引言
1.1 编写目的
本文档旨在详细介绍数据结构课程设计中的哈夫曼编码器的设
计过程和实现方法。

1.2 背景
哈夫曼编码是一种常用的数据压缩技术，通过构建变长编码表，将频率较高的字符用较短的编码表示，从而减小数据的存储和传输
开销。

1.3 参考资料
[1] 斯科特·梅耶, 数据结构与算法分析[C], 机械工业出版社, 2014.
[2] Thomas H.Cormen, Charles E.Leiserson, Ronald
L.Rivest, Clifford Stein, Introduction to Algorithms, The MIT Press, 2009.
2.需求分析
2.1 功能需求
①输入文件
用户可以输入需要进行哈夫曼编码的文件路径。

②编码操作
系统根据输入的文件，相应的哈夫曼编码，并显示编码结果。

③解码操作
用户可以输入已经编码过的文件，系统将根据编码表进行解码，并显示解码结果。

2.2 非功能需求
①性能要求
系统在处理大规模文件时需要具备较高的性能，保证编码和解码的效率。

②用户友好性
系统需要提供简洁明了的界面，方便用户操作。

③可扩展性
系统需要具备良好的扩展性，满足未来需求变化的需要。

3.概要设计
3.1 总体设计
系统采用面向对象的设计方法，主要包含以下几个类：
① HuffmanEncoder
该类负责对输入文件进行哈夫曼编码的操作。

② HuffmanDecoder
该类负责对已编码文件进行解码的操作。

③ HuffmanTree
该类是哈夫曼树的实现，用于构建编码和解码所需的编码表。

3.2 类的详细设计
① HuffmanEncoder
3.①属性
●inputFile: 输入文件路径
●codeTable: 编码表
3.②方法
●setInput: string): 设置输入文件路径
●generateCodeTable(): 编码表
●encodeFile(): 对输入文件进行编码
② HuffmanDecoder
3.①属性
●encodedFile: 已编码文件路径
●codeTable: 编码表
3.②方法
●setEncoded: string): 设置已编码文件路径
●setCodeTable(table: object): 设置编码表
●decodeFile(): 对已编码文件进行解码
③ HuffmanTree
3.①属性
●root: 哈夫曼树的根节点
3.②方法
●buildTree(frequencies: object): 根据字符频率构建哈夫曼树
●buildCodeTable(): 构建字符与编码的对应关系表
4.详细设计
4.1 HuffmanEncoder类
①属性
●inputFile: string，输入文件路径●codeTable: object，编码表
②方法
4.① setInput: string)
●作用：设置输入文件路径
●输入：，string类型，输入文件路径
●输出：无
4.② generateCodeTable()
●作用：编码表
●输入：无
●输出：无
4.③ encodeFile()
●作用：对输入文件进行编码
●输入：无
●输出：无
5.实现
6.测试与验证
7.项目总结
8.附件
8.1 源代码文件
8.2 测试文件
9.法律名词及注释
9.1 哈夫曼编码
哈夫曼编码是一种变长编码方法，通过构建树形结构，将频率较高的字符用较短的编码表示。