哈夫曼编码译码器
哈夫曼编码译码器
目录一、系统开发的背景 (1)二、系统分析与设计 (1)（一）系统功能要求 (1)（二）系统模块结构设计 (2)三、系统的设计与实现 (2)（一）哈夫曼树的定义 (2)四、系统测试 (3)（一）测试MAIN_FORM()函数 (3)（二）测试VOID HFMCODING(HFMTREE &HT,HFMCODE &HC,INT N)函数，测试的结果 (4)（三）测试编码函数，测试结果如下 (4)（四）测试译码函数，测试结果如下 (4)（五）测试退出函数，测试结果如下 (5)五、总结（实验心得） (5)六、附件（源代码） (6)哈夫曼编译码一、系统开发的背景随着计算机的应用越来越普遍，它的应用早已不局限于简单的数值运算，而涉及到问题的分析、数据结构框架的设计以及设计最短路线等复杂的非数值处理和操作。
为了确保能够更好的保存机密性文件、安全的传送某一个重要的东西，利用哈夫曼编码进行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/译码器。
因此我为这样的信息收发站设计了一个简单的哈夫曼的编码/译码器。
二、系统分析与设计（一）系统功能要求一个完整的哈夫曼编码/译码器应具有以下功能：1、初始化：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。
2、编码：利用以建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree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。
3、译码：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。
4、退出。
（二）系统模块结构设计通过对此功能的分析，哈夫曼编码/译码器的功能如图1所示。
哈夫曼编码/译码器1.初始化2.编码3.译码0.退出图1 哈夫曼编码/译码器的功能图通过上图的功能分析，把整个系统划分为4个模块：1、初始化，该模块主要实现：哈夫曼二叉树的定义以及哈夫曼二叉树的建立，借助函数void hfmcoding（）来实现；2、编码，该模块主要实现：把输入的字符和代码以二进制的形式存储起来，借助函数void hfmcoding（）来实现；3、译码，该模块主要实现：把以二进制形式存储起来的代码，转换成字符的形式并输出，借助函数来实现；4、退出。
哈夫曼编码和译码
哈夫曼树的构造算法: 哈夫曼树的构造算法: 个结点的一维数组, (1)初始化哈夫曼树的 )初始化哈夫曼树的2n-1个结点的一维数组, 个结点的一维数组 即将各结点中的各个域均置0; 即将各结点中的各个域均置 ; 个权值存放到一维数组的前n个单元中 (2)读入 个权值存放到一维数组的前 个单元中, )读入n个权值存放到一维数组的前 个单元中, 它们即为初始森林中的n个只含根结点的权值 个只含根结点的权值; 它们即为初始森林中的 个只含根结点的权值; (3)对森林中的二叉树进行合并,产生 个新 )对森林中的二叉树进行合并,产生n-1个新 结点,依次存放到一维数组的第n+1个开始的单元中, 个开始的单元中, 结点,依次存放到一维数组的第 个开始的单元中 在这个过程中要注意对每个结点双亲域, 在这个过程中要注意对每个结点双亲域,左右孩子 域以及权值的修改. 域以及权值的修改.
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s1=maxval;s2= maxval;/ 设maxval为float类型最大值 ; ;/*设 ;/ 为 类型最大值 */ for(j =1;j<=i;j+ +) ( ; ; ) if (ht[j].parent = =0) /*判断是否为根结点 判断是否为根结点*/ 判断是否为根结点 if (ht[j].weight<s1) { s2=s1;s1= ht[j].weight; p2=p1;p1=j; } ; ; ; ; else if (ht[j].weight <s2) { s2= ht[j].weight; p2=j; } ; ; ht[p1].parent=i;ht[p2].parent=i; ; ; ht[i].lchild =p1;ht[i].rchild=p2; ; ; ht[i].weight= ht[pl].weight+ht[p2].weight; ; } return (ht);} ;
哈夫曼编码译码器数据结构C语言
哈夫曼编码译码器数据结构C语言哈夫曼编码译码器数据结构C语言⒈简介本文档旨在介绍一个使用C语言实现的哈夫曼编码译码器的数据结构。
哈夫曼编码是一种用于数据压缩的算法，它通过将频率较高的字符用较短的编码表示，从而实现数据的压缩和解压缩。
⒉哈夫曼编码（Huffman Coding）基本概念⑴字符频率统计在进行哈夫曼编码之前，我们首先需要统计每个字符在待编码的数据中出现的频率。
通过遍历数据，记录每个字符的出现次数，我们可以得到一个字符频率的统计表。
⑵构建哈夫曼树通过字符频率的统计表，我们可以构建一个哈夫曼树。
哈夫曼树是一种二叉树，其中每个叶节点表示一个字符，而每个内部节点表示一个权重，即两个子节点的频率之和。
⑶哈夫曼编码在哈夫曼树构建完成后，我们可以根据树的结构每个字符的编码。
哈夫曼编码的特点是没有任何一个字符的编码是另一个字符编码的前缀，这种编码方式称为前缀编码。
⑷哈夫曼译码根据字符的哈夫曼编码，我们可以将编码后的数据进行解码，还原为原始的数据。
通过遍历哈夫曼树，从根节点开始，根据每个二进制位的取值进行向左或向右的移动，直至叶节点，然后获取该叶节点对应的字符。
⒊数据结构设计⑴结点结构定义一个哈夫曼树的结点结构，包含以下字段：●`char data`：字符●`int frequency`：字符的频率●`int is_leaf`：是否为叶节点●`struct Node left_child`：左子节点●`struct Node right_child`：右子节点⑵频率统计表使用一个数组或链表来记录每个字符的频率统计信息，包含以下字段：●`char data`：字符●`int frequency`：字符的频率⑶编码表使用一个数组或链表来记录每个字符的哈夫曼编码，包含以下字段：●`char data`：字符●`char code`：编码⒋算法流程⑴字符频率统计算法步骤：⒈初始化频率统计表为空。
⒉读取待编码的数据。
实验九 哈夫曼编码-译码器
实验九哈夫曼编码-译码器实验十哈夫曼编/译码器一、实验目的(1)掌握哈夫曼树的构造和应用(2)利用哈夫曼方法及其编/译码技术实现对传输信息编码/译码系统二、实验内容[问题描述](设计性实验)哈夫曼树很易求出给定字符集及其概率(或频度)分布的最优前缀码。
哈夫曼编码正是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。
该技术一般可将数据文件压缩掉20,至90,，其压缩效率取决于被压缩文件的特征。
利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时，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送电文须预先编码，在接收须将传送来的数据进行译码。
请自行设计实现一个具有初始化、编码、译码、输入/输出等功能的哈夫曼码的编码/译码系统。
并实现以下报文的编码和译码:“this program is my favorite”。
[测试数据]某通信的电文字符集为26个英文字母及空格字符，其出现频度如下表所示:[实现提示]如何创建哈夫曼树及如何求得各结点对应的哈夫曼编码算法:参见ppt。
1、设计思想描述(1) 问题分析。
(2) 哈夫曼树中各结点的结构描述(提示:图示)。
(3) 哈夫曼树的存储结构描述(提示:分析采用顺序存储还是利用链式存储等)。
2、主要算法设计与实现[要求]1)、利用类模板来实现。
2)、类中各成员函数要求给出自行设计的算法步骤描述及主要设计思想。
3)、给出类中各成员函数算法设计实现。
4)、对自行设计的各算法进行评估(提示:时间复杂度、空间复杂度等)。
#include<iostream>#include<string>using namespace std;const int MAX = 1000;class HTree;class HTNode{friend class HTree;unsigned int weight;unsigned int parent, lchild, rchild; };class HuCode{friend class HTree;char *ch; //字符的编码char data;//被编码的字符};//动态分配数组存储哈夫曼编码表。
数据库实验哈夫曼编译码器
汇报人：XX
目录
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01
哈夫曼编译码器原理
02
数据库实验哈夫曼编译码 器实现
03
数据库实验哈夫曼编译码 器应用场景
04
数据库实验哈夫曼编译码 器与其他编译码器的比较
05
数据库实验哈夫曼编译码 器的发展趋势和未来展望
06
添加章节标题
哈夫曼编译码器 原理
哈夫曼编码原理
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汇报人：XX
与算术编译码的比较
编码方式：哈夫曼编码采用可变长 度编码，而算术编码采用固定长度 编码
编码效率：哈夫曼编码通常比算术 编码更高效，因为它可以更好地利 用数据分布信息
精度：算术编码具有更高的精度， 因为它可以将概率估计精确到小数 点后多位
适用场景：哈夫曼编码适用于数据 量较小且概率分布不均的情况，而 算术编码适用于数据量较大且概率 分布均匀的情况
哈夫曼编码算法的改进方向
优化编码效率：提高哈夫曼编码的压缩比和编码速度 动态调整编码表：根据数据特征自适应调整哈夫曼编码表 降低误码率：改进哈夫曼编码的解码算法，降低解码错误率 跨平台兼容性：提高哈夫曼编码在不同平台和环境下的兼容性和稳定性
哈夫曼编码与其他技术的结合应用
哈夫曼编码与 压缩技术结合： 提高数据压缩
效率
哈夫曼编码与 加密技术结合： 增强数据传输
安全性
哈夫曼编码与 云计算技术结 合：实现大规
模数据处理
哈夫曼编码与 人工智能技术 结合：优化算 法提高编码效
率
哈夫曼编码在物联网和云计算领域的应用前景
物联网中的数据传输：哈夫曼编码能够有效地压缩数据，降低传输成本和提高传输效率，尤其在物联网领 域中，对于大量数据的处理和传输具有重要意义。
哈夫曼编码译码器实验报告
哈夫曼编码译码器实验报告实验名称：哈夫曼编码译码器实验一、实验目的：1.了解哈夫曼编码的原理和应用。
2.实现一个哈夫曼编码的编码和译码器。
3.掌握哈夫曼编码的编码和译码过程。
二、实验原理：哈夫曼编码是一种常用的可变长度编码，用于将字符映射到二进制编码。
根据字符出现的频率，建立一个哈夫曼树，出现频率高的字符编码短，出现频率低的字符编码长。
编码过程中，根据已建立的哈夫曼树，将字符替换为对应的二进制编码。
译码过程中，根据已建立的哈夫曼树，将二进制编码替换为对应的字符。
三、实验步骤：1.构建一个哈夫曼树，根据字符出现的频率排序。
频率高的字符在左子树，频率低的字符在右子树。
2.根据建立的哈夫曼树，生成字符对应的编码表，包括字符和对应的二进制编码。
3.输入一个字符串，根据编码表将字符串编码为二进制序列。
4.输入一个二进制序列，根据编码表将二进制序列译码为字符串。
5.比较编码前后字符串的内容，确保译码正确性。
四、实验结果：1.构建哈夫曼树：-字符出现频率：A(2)，B(5)，C(1)，D(3)，E(1) -构建的哈夫曼树如下：12/\/\69/\/\3345/\/\/\/\ABCDE2.生成编码表：-A:00-B:01-C:100-D:101-E:1103.编码过程：4.译码过程：5.比较编码前后字符串的内容，结果正确。
五、实验总结：通过本次实验，我了解了哈夫曼编码的原理和应用，并且实现了一个简单的哈夫曼编码的编码和译码器。
在实验过程中，我充分运用了数据结构中的树的知识，构建了一个哈夫曼树，并生成了编码表。
通过编码和译码过程，我进一步巩固了对树的遍历和节点查找的理解。
实验结果表明，本次哈夫曼编码的编码和译码过程正确无误。
在实验的过程中，我发现哈夫曼编码对于频率较高的字符具有较短的编码，从而实现了对字符串的高效压缩。
同时，哈夫曼编码还可以应用于数据传输和存储中，提高数据的传输效率和存储空间的利用率。
通过本次实验，我不仅掌握了哈夫曼编码的编码和译码过程，还深入了解了其实现原理和应用场景，加深了对数据结构和算法的理解和应用能力。
哈夫曼编码译码器
哈夫曼编码译码器哈夫曼编码译码器学院班级: 信息工程学院软件1501 指导教师: 朱俊武小组成员: 刘洋蒋佳烨冀若含本人学号: 151303107 报告书写: 冀若含学生成绩:目录一、总体介绍·····························03-04二、详细设计·····························04-11三、运行测试·····························11-12四、课设总结·····························13-13五、附录代码·····························13-19一、总体介绍1.1任务概述我们小组做了两个版本，其中一个为文件操作版，另一个为键盘操作版。
哈夫曼编码译码器1
哈夫曼编码/译码器1.设计目的《数据结构》课程主要介绍最常用的数据结构，阐明各种数据结构内在的逻辑关系，讨论其在计算机中的存储表示，以及在其上进行各种运算时的实现算法，并对算法的效率进行简单的分析和讨论。
进行数据结构课程设计要达到以下目的：1了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；2初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；3提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
2.设计内容和要求设计内容：设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统，重复地显示并处理以下项目，直到选择退出为止。
(1) 将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt，位于当前目录中)；(2) 分别采用动态和静态存储结构; 初始化：键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值，建立哈夫曼树;(3) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；输出编码；设计要求：(1) 符合课题要求，实现相应功能；(2) 要求界面友好美观，操作方便易行；(3) 注意程序的实用性、安全性。
3．本设计所采用的数据结构（1）二叉树的链式存储结构typedef struct BTNode{ ElemType data ;struct BTNode *Lchild , *Rchild , *parent ;}BTNode;（2）先序遍历二叉树（3）哈夫曼树的构造（4）进行哈夫曼编码的基本过程4．功能模块详细设计4.1 详细设计思想（1）该程序利用了二叉树的链式存储结构（三叉链表结点），其定义了四个域：一个数据域，两个分别指向左右子结点的指针域，以及一个指向其双亲结点的指针域，typedef struct BTNode{ ElemType data ;struct BTNode *Lchild , *Rchild , *parent ;}BTNode;（2）Huffman树的构造①根据n个权值{w1, w2,…,wn}，构造成n棵二叉树的集合F={T1, T2,…,Tn}，其中每棵二叉树只有一个权值为wi的根结点，没有左、右子树；②在F中选取两棵根结点权值最小的树作为左、右子树构造一棵新的二叉树，且新的二叉树根结点权值为其左、右子树根结点的权值之和；③在F中删除这两棵树，同时将新得到的树加入F中；④重复②、③，直到F只含一颗树为止。
哈夫曼编码译码器
哈夫曼编码译码器#include<stdio.h> #include<conio.h> #include<malloc.h> #include<string.h> #include<stdlib.h>#define ERROR 0; #define OK 1;typedef int Status;typedef struct{ unsigned int weight; int key;int parent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree;typedef char * * HuffmanCode;int **KEY;int N;Status GetData(){ FILE *fp;int key[100][2]; int ch,k,i,tem; char str[16];fp=fopen("data.txt","r");k=0;while(!feof(fp)){ch=fgetc(fp);i=0;while(ch!=' '){ str[i]=ch;i++;ch=fgetc(fp);}str[i]='\0';//printf("%d\n",strcmp(str," 空格"));if(!strcmp(str," 空格")){key[k][0]=' ';}else{ key[k][0]=str[0];}ch=fgetc(fp);tem=0;while(ch!='\n'&&ch!=EOF){ tem=tem*10+ch-'0'; ch=fgetc(fp); } key[k][1]=tem; //printf("%c,%d\n",key[k][0],key[k][1]);k++;}KEY=(int * *)malloc(k*sizeof(int *));if(!KEY){return ERROR;}for(i=0;i<k;i++){KEY[i]=(int*)malloc(2*sizeof(int));if(!KEY[i]){return ERROR;KEY[i][0]=key[i][0]; KEY[i][1]=key[i][1]; }N=k; fclose(fp); return OK;}Status InitHuffmanTree(HuffmanTree &HT){int i;HT=(HTNode *)malloc((2*N-1)*sizeof(HTNode)); if(!HT){ return ERROR;} for(i=0;i<N;i++){HT[i].weight=KEY[i][1]; HT[i].key=KEY[i][0]; HT[i].parent=-1; HT[i].lchild=-1;HT[i].rchild=-1;} for(;i<2*N-1;i++){HT[i].parent=-1;} return OK;}void Select(HuffmanTree &HT,int n,int &fi,int &si){ int i=0,tem; if(n>=2){while(((HT+i)->parent)!=-1){ i++;}fi=i;i++;while((HT+i)->parent!=-1){ i++;}si=i;if((HT+fi)->weight>(HT+si)->weight){ tem=fi;fi=si;si=tem;}for(i++;i<n;i++){if((HT+i)->parent==-1){ if((HT+i)->weight<(HT+fi)->weight){ si=fi; fi=i;}else{if((HT+i)->weight<(HT+si)->weight){ si=i;}}}int HuffmanTreeAllReady(HuffmanTree HT,int m){int sum=0,i;for(i=0;i<m;i++){ if((HT+i)->parent==-1){ sum++;}if(sum>1){return 0;}}return 1;}void CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT,int n){int s1,s2;while(!HuffmanTreeAllReady(HT,n)){ Select(HT,n,s1,s2);HT[n].parent=-1;HT[n].lchild=s1;HT[n].rchild=s2;HT[n].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight; HT[s1].parent=n; HT[s2].parent=n;n++;}void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int n){ char * str;int len=0,tem,i,j;unsigned int p;str=(char *)malloc(n*sizeof(char));for(i=0;i<n;i++){p=i;len=0;while((tem=HT[p].parent)!=-1){ if(HT[tem].lchild==p){ str[len]='0'; }else{str[len]='1';}len++;p=tem;}HC[i]=(char *)malloc((len+1)*sizeof(char));if(HC[i]){for(j=0;j<len;j++){HC[i][j]=str[len-1-j];H c ==_e n lr /ss s e n H /s—p 「Hf(=%a%2n=HC==0L_en)JvoidoufpufHuffmancodeIuffmancodeHe)宀5'二f o 「T o x N T +)宀 p 「imf(=%c.VvoidcodingTuffmancodeHe)宀F_LE-4P Winf ch J八f p H f o p e n v &a s H .x f ==3八 fqHfopenv&®®H .b d ==w +=)八 chHfgeo(fp)八wh=e(ch一 HEOF)宀i f o h H H :)宀110 八e-se 宀ll c h 」A 匚一八1p 「Hf(=%c=chxuprimf(=%s=HCs- c h -l g e o (f p )-fcose(fp)八fcose(fq)八prinmoK云)voidDecoding(HuffmanTreeHTjnfN)宀F_LE-4P Winfch J八fqHfopenv ^a s H .x f ==w +=)八 fpHfopenv孺chHfgeo(fp)八wh=e(ch 一 HEOF)宀ll 2*N 2w h =e (H T s _c h i _d H ±QO QO H T s 「c h i _d H ±)宀i f o h H H O )宀ll H T s o h 云e-se 宀llH T s 「c h i _a—prinff(=%c=ch)八 chHfgeo(fp)八//printf("%c",ch); fputc(HT[t].key,fq); //printf("%c",HT[t].key);//printf("%s",HC[t]); //ch=fgetc(fp);}fclose(fp);fclose(fq);printf("OK\n");}int main(){HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;int n,i,j,a,b,x;GetData();HC=(char * *)malloc((N)*sizeof(char *));InitHuffmanTree(HT);CreateHuffmanTree(HT,N);HuffmanCoding(HT,HC,N); //for(i=0;i<2*N-1;i++){ //printf("%d,%d,%d,%c,%d,%d\n",i,HT[i].parent,HT[i].weight,HT[i].key,H T[i].lchild,HT[i].rchild);//}printf(" 选项:1. 输出哈夫曼编码2. 输入明文得到密文3. 输入密文得到明文0. 退出\n");printf(" 输入选项:");while(scanf("%d",&x),x){ switch(x){case 1 :{OutputHuffmanCode(HC); break;}case 2 :{Coding(HC);}case 3 :{Decoding(HT,N);}}printf(" 输入: 1. 输出哈夫曼编码2. 输入明文得到密文3. 输入密文得到明文0.退出\n");printf(" 输入选项:");}return 0;。
哈弗曼编码译码器
《数据结构》课程设计报告设计题目哈夫曼(Huffman)编/译码器学院名称信息工程学院专业班级计算机科学与技术（2）班姓名晁勉学号 1212210226一、题目：哈夫曼(Huffman)编/译码器二、设计目标：通过设计一个《哈夫曼(Huffman)编/译码器》，进一步理解数据结构中有关于树的基本概念、特点、算法，熟悉并掌握树的一些基本操作。
例如：哈夫曼树的定义、构造、初始化、编码、译码等，熟知哈夫曼编码的步骤、算法思想，掌握哈夫曼树的实现，理解数据结构在程序设计中的重要性等。
三、问题描述：利用哈夫曼编码进行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码的编/译码系统。
四、需求分析：一个完整的系统应具有以下功能：1)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。
2）E:编码（Encoding）。
利用以建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree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。
3）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。
4)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文件写入文件CodePrin中。
5)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。
五、概要设计1.根据输入的字符和字符的权值建立哈夫曼树。
数据结构课程设计哈夫曼编码译码器
题目一: 哈夫曼编码与译码一、任务设计一个运用哈夫曼算法的编码和译码系统, 反复地显示并解决以下项目, 直到选择退出为止。
规定：1) 将权值数据存放在数据文献(文献名为data.txt, 位于执行程序的当前目录中) ；2) 初始化：键盘输入字符集记录字符权值、自定义26个字符和26个权值、记录文献中一篇英文文章中26个字母, 建立哈夫曼树；3) 编码: 运用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；4) 输出编码（一方面实现屏幕输出, 然后实现文献输出）；5）译码（键盘接受编码进行译码、文献读入编码进行译码）；6) 界面优化设计。
二、流程图三、代码分解 //头文献 #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include <conio.h> #define N 1000 #define M 2*N-1 #define MAXcode 6000 //函数声明void count(CHar &ch,HTNode ht[]);void editHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar &ch,int n,char bianma[]); //编码函数void printyima(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]); //译码函数 void creatHT(HTNode ht[],int n);字符集记录符集记录权值 权值 至文献“哈夫曼树。
t xt” 菜单1.从键盘输入字符集进行编码2.从文献读入字符集进行编码1.从键盘输入编码进行译码2.从文献读入编码进行译码0.返回上级菜单 0.返回上级菜单void CreateHCode (HTNode ht[],HCode hcd[],int n);void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n);void input_key(CHar &ch);void input_file(CHar &ch);void input_cw(HTNode ht[]);void bianma1(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar &ch,int n,char bianma[]); void bianma2(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar &ch,int n,char bianma[]); void yima1(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]);void yima2(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]);void creat_cw();void bianmacaidan();void yimacaidan();void bianmayima();int caidan();//结构体typedef struct{char data;int parent;int weight;int lchild;int rchild;}HTNode;typedef struct{char cd[N];int start;}HCode;typedef struct{char s[N];int num;}CHar;CHar ch;HTNode ht[M];HCode hcd[N];//主函数int main(){int xh;while(1){system("color 1f"); //操作菜单背景颜色 xh=caidan(); //调用菜单函数switch(xh) //switch语句 {case 1:system("cls");creat_cw();break;case 2:system("cls");creatHT(ht,n);break;case 3:system("cls");CreateHCode(ht,hcd,n);DispHCode(ht,hcd,n);break;case 4:system("cls");bianmayima();break;case 0:system("cls");printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t\t感谢使用本系统!\n\n\n\n\n\n\n \t\t\t");exit(0);default:system("cls");putchar('\a');printf("\n\t\t输入有误, 请重新输入:\n");break;}}return 0;}//菜单函数int caidan() //菜单函数模块//{int xh;printf("\n\n\n");printf("\t\t 欢迎使用哈夫曼编码译码系统\n");printf("\t\t \n");printf("\t\t*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*\n");printf("\t\t*= =*\n");printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*= =*\n");printf("\t\t*= 1.建立字符权值=*\n");printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*= =*\n"); printf("\t\t*= 2.建立并输出哈夫曼树=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*= =*\n"); printf("\t\t*= 3.生成并查看哈夫曼编码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*= =*\n"); printf("\t\t*= 4.编码与译码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*= =*\n"); printf("\t\t*= 0.退出系统=*\n"); printf("\t\t*= =*\n"); printf("\t\t*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*\n"); printf("\n\t\t请输入序号进行选择:");scanf("%d", &xh);return xh; //返回从键盘接受的选项}void bianmayima(){int xh;while(1){printf("\n\n\n\n\n");printf("\t\t 编码与译码\n"); printf("\t\t \n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n");printf("\t\t*= 1.编码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 2.译码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 0.返回上级菜单=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\n\t\t请输入序号进行选择:");scanf("%d",&xh);switch(xh) //switch语句{case 1:system("cls");bianmacaidan();break;case 2:system("cls");yimacaidan();break;case 0:system("cls");return;default:system("cls");putchar('\a');printf("\n\t\t输入有误, 请重新输入:\n");break;}}}void yimacaidan(){int xh;while(1){printf("\n\n\n\n\n");printf("\t\t 译码\n"); printf("\t\t \n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 1.键盘输入编码进行译码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 2.文献读入编码进行译码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 0.返回上级菜单=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\n\t\t请输入序号进行选择:");scanf("%d",&xh);switch(xh) //switch语句{case 1:system("cls");yima1(ht,hcd,n,bianma);break;case 2:system("cls");yima2(ht,hcd,n,bianma);break;case 0:system("cls");return;default:system("cls");putchar('\a');printf("\n\t\t输入有误, 请重新输入:\n");break;}}}void bianmacaidan(){int xh;while(1){printf("\n\n\n\n\n");printf("\t\t 编码\n"); printf("\t\t \n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 1.键盘输入字符集编码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 2.文献读入文章编码=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 0.返回上级菜单=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\n\t\t请输入序号进行选择:");scanf("%d",&xh);switch(xh) //switch语句{case 1:system("cls");bianma1(ht,hcd,ch,n,bianma);break;case 2:system("cls");bianma2(ht,hcd,ch,n,bianma);break;case 0:system("cls");return;default:system("cls");putchar('\a');printf("\n\t\t输入有误, 请重新输入:\n");break;}}}void creat_cw(){int xh2;while(1){printf("\n\n\n\n\n");printf("\t\t 建立字符权值\n"); printf("\t\t \n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 1.从键盘输入字符集进行记录=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 2.从文献读入字符集记录=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 3.自定义字符权值=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\t\t*= 0.返回上级菜单=*\n"); printf("\t\t*= *=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=* =*\n"); printf("\n\t\t请输入序号进行选择:");scanf("%d",&xh2);switch(xh2) //switch语句{case 1:system("cls");input_key(ch);break;case 2:system("cls");input_file(ch);break;case 3:system("cls");input_cw(ht);break;case 0:system("cls");return;default:system("cls");putchar('\a');printf("\n\t\t输入有误, 请重新输入:\n");break;}}}//建立字符权值模块void input_key(CHar &ch){int i,j=0;char st[N];printf("请输入字符集（以‘#’结束）:\n");for(i=0;i<N;i++){scanf("%c",&st[i]);if(st[i]=='#'){st[i]='\0';break;}}strcpy(ch.s,st);count(ch,ht);printf("按任意键返回!");getch();system("cls");return;}void input_file(CHar &ch){int i;FILE*fp;char filename[20];printf("请输入要打开的文献名(*.txt):");scanf("%s",&filename);if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}for(i=0;!feof(fp);i++){fread(&ch.s[i],sizeof(char),1,fp);}printf("读入成功!\n");printf("文献中的字符集为:%s\n",ch.s);fclose(fp);count(ch,ht);printf("按任意键返回!");getch();system("cls");return;}void input_cw(HTNode ht[]){int i,w,s,j;char a;printf("要输入的字符总个数是？:");scanf("%d",&s);n=s;printf("请输入字符及其权值:\n");for(i=0;i<s;i++){printf("请输入第%d个字母:",i+1);scanf("%s",&a);ht[i].data=a;printf("请输入其权值:");scanf("%d",&w);ht[i].weight=w;}FILE *fp;if((fp=fopen("data.txt","w"))==0){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}printf("\n定义权值成功!\n\n");printf("各字符及其权值为:\n\n");fprintf(fp,"各字符及其权值为:\n");printf(" 字符\t权值");fprintf(fp," 字符\t权值");for(j=0;j<i;j++){ printf("\n");fprintf(fp,"\n");printf(" %-8c%-8d",ht[j].data,ht[j].weight);fprintf(fp," %-8c%-8d%",ht[j].data,ht[j].weight); }printf("\n");printf("\n字符权值已输出至文献“data.txt”！");fclose(fp);printf("输入完毕, 按任意键返回！");getch();system("cls");return;}//记录字符权值函数void count(CHar &ch,HTNode ht[]){int i,j,m=0;char c[N];int sum[N]={0};for(i=0;ch.s[i]!='\0';i++){for(j=0;j<m;j++)if(ch.s[i]==c[j]||(c[j]>='a'&&c[j]<='z'&&ch.s[i]+32==c[j])) break;if(j<m)sum[j]++;else{if(ch.s[i]>='A'&&ch.s[i]<='Z')c[j]=ch.s[i]+32;else c[j]=ch.s[i];sum[j]++;m++;}}for(i=0;i<m;i++){ht[i].data=c[i];ht[i].weight=sum[i];}n=m;FILE *fp;if((fp=fopen("data.txt","w"))==0) {printf("\n\t\t文献打开失败"); return;}printf("\n记录权值成功!\n\n"); printf("各字符及其权值为:\n\n"); fprintf(fp,"各字符及其权值为:\n"); printf(" 字符\t权值");fprintf(fp," 字符\t权值");for(j=0;j<m;j++){ printf("\n");fprintf(fp,"\n");printf(" %-8c%-8d",ht[j].data,ht[j].weight);fprintf(fp," %-8c%-8d%",ht[j].data,ht[j].weight);}printf("\n");printf("\n字符权值已输出至文献“data.txt”！");fclose(fp);}//构造哈夫曼树void creatHT(HTNode ht[],int n){FILE *fp;if((fp=fopen("哈夫曼树.txt","w"))==0){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}int i,j,k,lnode,rnode;int min1,min2;for (i=0;i<2*n-1;i++)ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;for (i=n;i<2*n-1;i++){min1=min2=32767;lnode=rnode=-1;for(k=0;k<=i-1;k++)if(ht[k].parent==-1){if (ht[k].weight<min1){min2=min1;rnode=lnode;min1=ht[k].weight;lnode=k;}else if(ht[k].weight<min2){min2=ht[k].weight;rnode=k;}}ht[lnode].parent=i;ht[rnode].parent=i;ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;ht[i].lchild=lnode;ht[i].rchild=rnode;}printf("建立huffman树成功!\n");printf("输出huffman树:\n");fprintf(fp,"输出huffman树:\n");printf("\t字符\t权值\t父节点\t 左子节点\t右子节点");fprintf(fp,"\t字符\t权值\t父节点\t 左子节点\t右子节点");for(j=1;j<i;j++){ printf("\n");fprintf(fp,"\n");printf("\t %-8c%-8d%-10d%-14d%-10d",ht[j].data,ht[j].weight,ht[j].parent,ht[i]. lchild,ht[j].rchild);fprintf(fp,"\t %-8c%-8d%-10d%-14d%-10d",ht[j].data,ht[j].weight,ht[j].parent,h t[i].lchild,ht[j].rchild);}printf("\n");printf("哈夫曼树已输出至文献“哈夫曼树.txt”！按任意键返回!");fclose(fp);getch();system("cls");return;}//生成哈夫曼编码void CreateHCode (HTNode ht[],HCode hcd[],int n){int i,f,c,j=0;HCode hc;for(i=0;i<n;i++){hc.start=n;c=i;hc.cd[hc.start--]='0';f=ht[i].parent;while(f!=-1){if (ht[f].lchild==c)hc.cd[hc.start--]='0';elsehc.cd[hc.start--]='1';c=f;f=ht[f].parent;}hc.start++;for(j=0;j<hc.start;j++)hc.cd[j]=' ';hcd[i]=hc;}}void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n) {FILE *fp;if((fp=fopen("哈夫曼编码.txt","w"))==0){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}int i,k;int sum=0,m=0,j;printf("输出字符哈夫曼编码:\n"); fputs("输出字符哈夫曼编码:\n",fp); for (i=0;i<n;i++){j=0;printf("%c:\t",ht[i].data);fprintf(fp,"\n%c:\t",ht[i].data);for (k=hcd[i].start;k<=n;k++){printf("%c",hcd[i].cd[k]);j++;fprintf(fp,"%c",hcd[i].cd[k]); }m+=ht[i].weight;sum+=ht[i].weight*j;printf("\n");}printf("\n哈夫曼编码已保存至文献“哈夫曼编码.txt!按任意键返回！”");fclose(fp);getch();system("cls");}//编码函数void bianma1(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar &ch,int n,char bianma[]){int i;char str[N];printf("请输入要编码的字符集（以‘#’结束）:\n");for(i=0;i<N;i++){scanf("%c",&str[i]);if(str[i]=='#'){str[i]='\0';break;}}strcpy(ch.s,str);ch.num=strlen(str);editHCode(ht,hcd,ch,n,bianma);getch();system("cls");}void bianma2(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar &ch,int n,char bianma[]) {int i;FILE*fp;char filename[20];printf("请输入要打开的文献名(*.txt):");scanf("%s",&filename);if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}for(i=0;!feof(fp);i++){fread(&ch.s[i],sizeof(char),1,fp);}ch.num=strlen(ch.s);printf("\n读入成功!\n");printf("文献中的字符集为:\n%s",ch.s);fclose(fp);editHCode(ht,hcd,ch,n,bianma);system("cls");return;}//译码函数void yima1(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]) {int i;char code[MAXcode];printf("请输入编码进行译码（以‘#’结束）:\n");for(i=0;i<MAXcode;i++){scanf("%c",&code[i]);if(code[i]=='#'){code[i]='\0';break;}}strcpy(bianma,code);printyima(ht,hcd,n,bianma);printf("\n译码完毕！按任意键返回!");getch();system("cls");return;}void yima2(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]) {int i;FILE*fp;char filename[20];printf("请输入要打开的文献名(*.txt):");scanf("%s",&filename);if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL){printf("\n\t\t文献打开失败");return;}for(i=0;!feof(fp);i++){fread(&bianma[i],sizeof(char),1,fp);}printf("读入成功!\n");printf("文献中的编码是:%s\n",bianma);printyima(ht,hcd,n,bianma);printf("\n译码完毕！按任意键返回!");getch();system("cls");}四、调试结果主菜单建立字符权值选择2.从文献读入字符进行记录输入测试文献名“cs.txt”输出个字符权值建立哈夫曼树并输出至文献生成哈夫曼编码并保存至文献编码选择2.从文献读入字符集编码编码结果保存至文献译码选择2.从文献读入编码, 读入上一步的编码译码完毕, 返回！退出系统。
哈夫曼编码译码器数据结构C语言
哈夫曼编码译码器数据结构C语言哈夫曼编码译码器数据结构C语言文档1.引言本文档介绍了一个基于哈夫曼编码的译码器的设计和实现。
哈夫曼编码是一种无损压缩算法，通过对出现频率较高的符号进行较短的编码，来减小数据的存储或传输所需的空间。
2.哈夫曼编码原理在哈夫曼编码中，使用一颗二叉树，将出现频率较高的符号表示为树的较浅的节点，而出现频率较低的符号表示为树的较深的节点。
通过遍历整个二叉树，可以得到每个符号对应的哈夫曼编码。
2.1 创建哈夫曼树首先，根据每个符号的出现频率，创建一颗包含所有符号的节点的最小堆。
然后，根据最小堆的特性，每次从最小堆中选取两个出现频率最低的节点，并合并为一个新节点。
重复这个过程，直到最小堆中只剩下一个节点，即哈夫曼树的根节点。
2.2 哈夫曼编码通过遍历哈夫曼树，可以得到每个符号对应的哈夫曼编码。
在遍历的过程中，左孩子表示编码中的“0”，右孩子表示编码中的“1”。
每次左移一个位，表示向左遍历，每次右移一个位，表示向右遍历。
3.数据结构设计下面介绍了本文档中所使用的各种数据结构和相关函数的设计。
3.1 结构定义```cstruct Node {char symbol。
int frequency。
struct Node leftChild。
struct Node rightChild。
}。
```3.2 方法定义```c// 创建哈夫曼树struct Node createHuffmanTree(char symbols, int frequencies, int size）// 哈夫曼编码表void generateHuffmanTable(struct Node root, char huffmanTable, char currentCode）// 哈夫曼编码char encode(char data, char huffmanTable）// 哈夫曼译码char decode(char encodedData, struct Node root）```4.实现细节在这个章节中，我们将会具体讨论各个方法的实现细节和使用示例。
C语言—哈夫曼树编码器和译码器
C语言—哈夫曼树编码器和译码器#include <stdio.h>#include "stdlib.h"#define MAXBIT 10#define MAXVALUE 10000#define MAXLEAF 100#define MAXNODE MAXLEAF*2-1//定义哈夫曼树编码类型typedef struct {char bit[MAXBIT]; //存放叶子结点字符编码过后的二进制编码int start; //存放叶子结点二进制编码在bit[]数组里的起始数组位置int length; //存放二进制编码的位数}HFMCode;//定义哈夫曼树结点类型typedef struct {char data; //编码字符int weight; //哈夫曼树结点的权值int parent; //哈夫曼树结点的父结点int lchild; //哈夫曼树结点的左孩子int rchild; //哈夫曼树结点的右孩子}HFMNode;//构造哈夫曼树void createHFMTree(HFMNode hfmnode[MAXNODE],int n){int i,j,m1,m2,x1,x2;for(i=0;i<2*n-1;i++){hfmnode[i].weight=0;hfmnode[i].parent=-1;hfmnode[i].lchild=-1;hfmnode[i].rchild=-1;}for(i=0;i<n;i++){getchar();printf("请输入第%d片叶子的字符:",i+1);scanf("%c",&hfmnode[i].data);printf("请输入第%d片叶子的权重:",i+1);scanf("%d",&hfmnode[i].weight);}for(i=0;i<n-1;i++){m1=m2=MAXVALUE; //m1和m2分别用来存储叶子结点权值的最小值和次小值x1=x2=0; //x1和x2分别用来存储m1和m2的位置for(j=0;j<n+i;j++){if(hfmnode[j].weight<m1&&hfmnode[j].parent==-1){m2=m1;x2=x1;m1=hfmnode[j].weight;x1=j;}else if(hfmnode[j].weight<m2&&hfmnode[j].parent==-1){m2=hfmnode[j].weight;x2=j;}}hfmnode[x1].parent=n+i;hfmnode[x2].parent=n+i;hfmnode[n+i].weight=hfmnode[x1].weight+hfmnode[x2].weight;//父结点的权重是左孩子和右孩子的权重之和hfmnode[n+i].lchild=x1;hfmnode[n+i].rchild=x2;}}//显示叶子的编码字符和编码字符对应的二进制编码void showCode(HFMCode hfmcode[MAXNODE],HFMNodehfmnode[MAXNODE],int n){int i,j,k,c,p;HFMCode cd;for(i=0;i<n;i++){hfmcode[i].length=0; hfmcode[i].start=0;k=hfmcode[i].start;cd.start=n-1;c=i;p=hfmnode[c].parent;while(p!=-1){if(hfmnode[p].lchild==c) {cd.bit[cd.start]=0;}else{cd.bit[cd.start]=1;}cd.start--;c=p;p=hfmnode[c].parent;}for(j=cd.start+1;j<n;j++) {hfmcode[i].bit[k]=cd.bit[j];k++;hfmcode[i].length++; //length计算存放的二进制编码的位数}}for(i=0;i<n;i++) //输出每个叶子节点的哈夫曼编码{printf("第%d片叶子的编码是:",i+1);printf("%c\t",hfmnode[i].data);for(j=hfmcode[i].start;j<hfmcode[i].length;j++){printf("%d",hfmcode[i].bit[j]);}printf("\n");}}//输入字符串，得到二进制编码void compileCode(char str[],int n,HFMCode hfmcode[MAXLEAF],HFMNode hfmnode[MAXNODE]){int i,j,k;for(i=0;str[i]!='\0';i++){for(j=0;j<n;j++){if(str[i]==hfmnode[j].data){for(k=hfmcode[j].start;k<hfmcode[j].length;k++){printf("%d",hfmcode[j].bit[k]);}}}}printf("\n\n");}//输入二进制编码得到字符串void decompileCode(char num[],int n,HFMCode hfmcode[MAXLEAF],HFMNode hfmnode[MAXNODE]){int i,j;j=2*n-2; //哈夫曼树根结点的位置for(i=0;num[i]!='\0';i++){if(num[i]=='0'){j=hfmnode[j].lchild;}else if(num[i]=='1'){j=hfmnode[j].rchild;}if(j<n) //j大于等于n表示的都是除叶子结点以外的哈夫曼树结点{printf("%c",hfmnode[j].data);j=2*n-2;}}printf("\n");}//主函数void main(){HFMNode hfmnode[MAXNODE];HFMCode hfmcode[MAXLEAF];char str[100]; //存放输入的需要编译的的字符串char num[100]; //存放输入的需要编译的二进制字符串int n; //输入的叶子结点数//哈夫曼编码器printf("-----------------哈弗曼编码器------------------\n"); printf("请输入叶子结点数:");scanf("%d",&n);createHFMTree(hfmnode,n);showCode(hfmcode,hfmnode,n);//哈夫曼译码器printf("-----------------哈夫曼译码器------------------\n"); printf("请输入编码:\n");scanf("%s",str);compileCode(str,n,hfmcode,hfmnode);printf("请输入需要译码的数字:\n");scanf("%s",num);decompileCode(num,n,hfmcode,hfmnode); }。
哈夫曼编码译码器系统
哈夫曼编码译码器系统目录(1)一、系统开发的背景 .......................................................................................................(1)二、系统剖析与设计 .......................................................................................................(2)三、系统的设计与实现 ...................................................................................................（一）设计初始化（ Initialization） (2)(3)（二）设计编码（ Encoding ） .......................................................................................(3)（三）设计译码（ Decoding ） .......................................................................................（四）设计印代码文件（ Print） (4)（五）设计印哈夫曼树（ TreePrinting） (4)(5)四、系统测试 ...................................................................................................................(5)（一）测试 main 函数 .....................................................................................................（二）测试编码（ Encoding ）及译码（ Decoding ）函数 (5)（三）测试印代码文件（ Print）函数 (6)(6)（四）测试有关的根目录 ................................................................................................(6)五、总结 ............................................................................................................................(7)六、附件（代码、部分图表） ........................................................................................哈夫曼编 / 译码器系统一、系统开发的背景为了提升信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本，且在信息发送端经过一个编码系统对待传数据早先编码，在信息接收端将传来的数据进行译码（还原），所以设计哈夫曼编码/ 译码器系统。
哈夫曼编码译码器数据结构C语言
哈夫曼编码译码器数据结构C语言哈夫曼编码译码器数据结构C语言引言哈夫曼编码是一种用于无损数据压缩的编码方式，它利用出现频率较高的字符使用较短的编码，而出现频率较低的字符使用较长的编码。
通过这种方式可以使得编码后的数据占据较少的存储空间。
本文将介绍如何使用C语言实现一个哈夫曼编码译码器的数据结构。
哈夫曼树哈夫曼树是哈夫曼编码的关键数据结构，它可以通过给定的字符频率构建出一棵树。
在哈夫曼树中，每个字符都有一个对应的叶子节点，而非叶子节点表示编码的中间过程。
具体构建哈夫曼树的步骤如下：1. 统计每个字符的出现频率。
2. 将每个字符及其频率构建成一个节点，并按照频率从小到大排序。
3. 从频率最小的两个节点开始，合并成一个新节点，并将新节点的频率设为两个节点频率之和。
4. 将新节点插入到节点列表中，保持节点列表有序。
5. 重复步骤3和步骤4，直到只剩下一个节点，这个节点就是哈夫曼树的根节点。
编码在构建了哈夫曼树之后，我们可以根据树的结构来进行编码。
对于每个字符，其编码是由根节点到对应叶子节点路径上的边来表示的。
具体编码的步骤如下：1. 从根节点开始，递归遍历哈夫曼树的每个节点。
2. 如果当前节点为叶子节点，记录下从根节点到该叶子节点所经过的路径上的边的取值（0表示左边，1表示右边），得到该字符的编码。
3. 对于每个字符，将其编码存储起来以便后续使用。
译码译码的过程与编码相反，我们可以根据编码来找到对应的字符。
具体译码的步骤如下：1. 从哈夫曼树的根节点开始，逐个读取待译码的数据。
2. 如果读取的数据为0，移动到左子节点；如果读取的数据为1，移动到右子节点。
3. 如果移动到了叶子节点，记录下该叶子节点对应的字符，并回到根节点。
4. 重复步骤2和步骤3，直到读取完毕所有的数据，得到原始的字符序列。
实现下面是一个用C语言实现的哈夫曼编码译码器的数据结构示例：```cinclude <stdio.h>typedef struct Node {char character;int frequency;struct Node left;struct Node right;} Node;typedef struct HuffmanTree {Node root;} HuffmanTree;HuffmanTree buildHuffmanTree(char characters, int frequencies, int size) {// 构建哈夫曼树的代码实现}void encode(HuffmanTree tree, char string, char encodedString) {// 编码的代码实现}void decode(HuffmanTree tree, char encodedString, char decodedString) {// 译码的代码实现}int mn() {// 测试代码}```总结通过本文，我们了解了哈夫曼编码译码器的数据结构及其在C 语言中的实现。
哈夫曼编码译码器数据结构C语言
哈夫曼编码译码器数据结构c语言哈夫曼编码译码器数据结构目录1.引言1.背景2.目的3.范围2.哈夫曼编码概述1.哈夫曼树2.哈夫曼编码3.哈夫曼译码3.数据结构设计1.哈夫曼树结构2.编码表结构3.输入数据结构4.输出数据结构4.算法实现1.哈夫曼树构建算法2.编码表算法3.哈夫曼编码算法4.哈夫曼译码算法5.使用示例1.编码示例2.译码示例6.性能分析1.时间复杂度分析2.空间复杂度分析7.风险和限制1.输入数据限制2.输出数据限制3.算法限制8.附录1.示例代码2.测试数据3.参考文献1.引言1.1 背景哈夫曼编码是一种经典的数据压缩算法,通过构建哈夫曼树,将输入的数据进行编码。
哈夫曼编码的特点是可变长度编码,频率高的字符使用短编码,频率低的字符使用长编码。
1.2 目的本文档旨在详细介绍哈夫曼编码译码器的数据结构设计和算法实现,帮助读者理解和使用该编码器。
1.3 范围本文档涵盖了哈夫曼编码和译码的概述,数据结构设计,算法实现,使用示例以及性能分析。
2.哈夫曼编码概述2.1 哈夫曼树哈夫曼树是一种特殊的二叉树,用于构建哈夫曼编码。
它通过合并两个最小频率的节点来构建树,直到所有节点都被合并。
2.2 哈夫曼编码哈夫曼编码是将字符映射为可变长度的二进制码。
频率高的字符使用短码,频率低的字符使用长码。
编码表中保存了每个字符对应的编码。
2.3 哈夫曼译码哈夫曼译码是根据哈夫曼编码,将二进制码转换为原始字符。
3.数据结构设计3.1 哈夫曼树结构哈夫曼树的结构包含一个根节点和左右子节点。
```ctypedef struct huffmanTreeNode {char data； // 节点字符数据int frequency； // 节点字符出现的频率struct huffmanTreeNode left； // 左子节点指针struct huffmanTreeNode right； // 右子节点指针} huffmanTreeNode；```3.2 编码表结构编码表结构用于保存字符和对应编码的映射关系。
数据结构课程设计哈夫曼编码译码器
数据结构课程设计哈夫曼编码译码器个节点的权值、父节点、左孩子和右孩子，然后通过选择最小的两个节点合并，构建Huffman树；3：Huffman编码：通过遍历Huffman树，对每个叶子节点进行编码，将编码结果存入新的文件中；4：译码：读取存放Huffman编码的文件，通过遍历Huffman树进行译码，将译码结果存入新的文件中；5：结果验证：比较原文件和译码结果文件的内容是否一致，输出结果；3．函数说明1：CrtHuffmanTree()：创建Huffman树；2：HuffmanCoding()：对Huffman树进行遍历，生成Huffman编码；3：HuffmanDecoding()：对Huffman编码进行译码，生成原文件内容；4：CompareFile()：比较原文件和译码结果文件的内容是否一致；五、详细设计1．统计字符频率：定义结构体typedef struct strchar data;char num;str;其中data域存放字符名称，num域存放字符出现频率，读取文件ywq1.txt，通过循环比较将结果赋入S2[128]中；2．创建Huffman树：定义结构体typedef structchar data;int weight;int parent;int lchild;int rchild;HTNode,HuffmanTree[M+1];作为Huffman树存储节点类型，调用CrtHuffmanTree()函数，初始化各个节点的权值、父节点、左孩子和右孩子，然后通过选择最小的两个节点合并，构建Huffman树；3．Huffman编码：通过遍历Huffman树，对每个叶子节点进行编码，将编码结果存入新的文件中；4．译码：读取存放Huffman编码的文件，通过遍历Huffman树进行译码，将译码结果存入新的文件中；5．结果验证：比较原文件和译码结果文件的内容是否一致，输出结果；六、测试1．测试数据测试文件：ywq1.txt（包含英文字母、数字和符号）2．测试结果测试结果正确，能够正确地对文件进行Huffman编码和译码，生成的译码结果文件与原文件内容一致；七、总结通过本次课程设计，我深入了解了Huffman编码/译码器的实现原理和过程，掌握了Huffman树的创建、存储和遍历方法，提高了动手能力，同时也为数据压缩问题提供了一种有效的解决方法。
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软件综合课程设计哈夫曼编码/译码器二叉排序树的实现二〇一四年六月二叉排序树的实现一、内容用顺序和二叉链表作存储结构1)以回车('\n')为输入结束标志,输入数列L，生成一棵二叉排序树T；2)对二叉排序树T作中序遍历，输出结果；3)输入元素x,查找二叉排序树T,若存在含x的结点,则删除该结点,并作中序遍历(执行操作2)；否则输出信息“无x”；二、程序代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAX 64 //规定树中结点的最大数目typedefstruct node{ //定义数据结构intltag,rtag; //表示child域指示该结点是否孩子char data; //记录结点的数据struct node *lchild; //记录左右孩子的指针struct node *rchild;}TBtree;TBtree *Que[MAX]; //建队，保存已输入的结点的地址TBtree *CreatTree(){ //建树函数，返回根指针charch;intfront,rear;TBtree *T,*s;T=NULL;front=1;rear=0; //置空二叉树printf("进行初始化，创建二叉树(按满二叉树序号顺序输入，中间的虚节点用\"@\"表示,\"#\"结束)\n");ch=getchar(); //输入第一个字符while(ch!='#') //判断是否为结束字符{s=NULL;if(ch!='@') //判断是否为虚结点{s=(TBtree *)malloc(sizeof(TBtree));s->data=ch;s->lchild=NULL;s->rchild=NULL;s->rtag=0;s->ltag=0;}rear++;Que[rear]=s; //将结点地址加入队列中if(rear==1)T=s; //输入为第一个结点为根结点else{if(s!=NULL&&Que[front]!=NULL) //孩子和双亲结点均不是虚结点{if(rear%2==0)Que[front]->lchild=s;elseQue[front]->rchild=s;}if(rear%2==1)front++;}ch=getchar();}return T;}void Inorder(TBtree *T) //中序遍历{if(T!=NULL){if(T->ltag!=1)Inorder(T->lchild);printf("%c→",T->data);if(T->rtag!=1)Inorder(T->rchild);}}TBtree *pre=NULL;void PreThread(TBtree *root) //中序线索化算法，函数实现{TBtree *p;p=root;if(p){PreThread(p->lchild);//线索化左子树if(pre&&pre->rtag==1)pre->rchild=p; //前驱结点后继线索化if(p->lchild==NULL){p->ltag=1;p->lchild=pre;}if(p->rchild==NULL) //后继结点前驱线索化p->rtag=1;pre=p;PreThread(p->rchild);}}void PrintIndex(TBtree *t) //输出线索{TBtree *f;f=t;if(f){if(f->ltag==1&&f->lchild==NULL&&f->rtag==1)printf("【%c】",f->data); //如果是第一个结点if(f->ltag==1&&f->lchild!=NULL)printf("%c→【%c】",f->lchild->data,f->data); //如果此结点有前驱就输出前驱和此结点if(f->ltag==1&&f->rtag==1&&f->rchild!=NULL)printf("→%c",f->rchild->data); //如果此结点有前驱也有后继，就输出后继else if(f->rtag==1&&f->rchild!=NULL)printf("【%c】→%c",f->data,f->rchild->data);//如果没有前驱，就输出此结点和后继printf("\n");if(f->ltag!=1)PrintIndex(f->lchild);if(f->rtag!=1)PrintIndex(f->rchild);}}TBtree *SearchChild(TBtree *point,charfindnode) //查找孩子结点函数{TBtree *point1,*point2;if(point!=NULL){if(point->data==findnode) return point;elseif(point->ltag!=1){point1=SearchChild(point->lchild,findnode);if(point1!=NULL)return point1;}if(point->rtag!=1){point2=SearchChild(point->rchild,findnode);if(point2!=NULL)return point2;}return NULL;}return NULL;}TBtree *SearchPre(TBtree *point,TBtree *child) //查找父亲结点函数{TBtree *point1,*point2;if(point!=NULL){if((point->ltag!=1&&point->lchild==child)||(point->rtag!=1&&point->rc hild==child)) return point;elseif(point->ltag!=1){point1=SearchPre(point->lchild,child);if(point1!=NULL)return point1;}if(point->rtag!=1){point2=SearchPre(point->rchild,child);if(point2!=NULL)return point2;}return NULL;}elsereturn NULL;}void Insert(TBtree *root){charch;char c;TBtree *p1,*child;printf("请输入要插入的结点的信息:");scanf("%c",&c);scanf("%c",&c);p1=(TBtree *)malloc(sizeof(TBtree)); //插入的结点信息p1->data=c;p1->lchild=NULL;p1->rchild=NULL;p1->rtag=0;p1->ltag=0;printf("输入查找的结点信息:");scanf("%c",&ch);scanf("%c",&ch);child=SearchChild(root,ch); //查孩子结点的地址if(child==NULL){printf("没有找到结点\n");return ;}else printf("发现结点%c\n",child->data);if(child->ltag==0) //当孩子结点有左孩子的时候{//p2=child;child=child->lchild;while(child->rchild&&child->rtag==0) //找到左子树下，最右结点child=child->rchild;printf("发现结点%c\n",child->data);p1->rchild=child->rchild; //后继化p1->rtag=1;child->rtag=0;child->rchild=p1; //连接p1->lchild=child; //前驱化p1->ltag=1;}else //当孩子结点没有左孩子的时候{p1->lchild=child->lchild; //前驱化child->ltag=0;p1->ltag=1;child->lchild=p1;p1->rchild=child;p1->rtag=1;}printf("\n插入结点操作已经完成，并同时完成了线索化的恢复\n");}voidDeleteNode(TBtree *t){TBtree *child,*pre,*s,*q;charch;printf("输入查找的结点信息:");ch=getchar();ch=getchar();child=SearchChild(t,ch);printf("发现结点:%c\n",child->data);printf("ltag=%d,rtag=%d\n",child->ltag,child->rtag);pre=SearchPre(t,child);printf("发现结点:%c\n",pre->data);if(NULL==child){printf("没有找到结点:");return;}system("pause");if(child==pre->lchild||child==pre) //是父亲结点的左孩子{if(1==child->ltag&&1==child->rtag)//孩子结点无左右{pre->lchild=child->lchild;pre->ltag=1;if(child->lchild!=NULL)if(child->lchild->rtag==1)child->lchild->rchild=pre;free(child);}else if(1!=child->ltag&&1==child->rtag)//孩子结点有左无右{pre->lchild=child->lchild;s=child->lchild;while(s->rchild&&s->rtag!=1)s=s->rchild;s->rchild=child->rchild;free(child);}else if(1==child->ltag&&1!=child->rtag)//孩子结点有右无左{pre->lchild=child->rchild;s=child->rchild;while(s->lchild&&s->ltag!=1) //查找左子树最左下点s=s->lchild;s->lchild=child->lchild;if(child->lchild!=NULL)if(child->lchild->rtag==1)child->lchild->rchild=pre;free(child);}else if(1!=child->ltag&&1!=child->rtag)//孩子结点左右都有 {pre->lchild=child->lchild;s=child->rchild;while(s->lchild&&s->ltag!=1)//右子树的左下s=s->lchild;q=child->lchild;while(q->rchild&&q->rtag!=1)//左子树的右下q=q->rchild;q->rchild=child->rchild;q->rtag=0;s->lchild=q;free(child);}}if(child==pre->rchild) //是父亲结点的右孩子{if(1==child->ltag&&1==child->rtag)//孩子结点无左右{pre->rchild=child->rchild;pre->rtag=1;if(child->rchild!=NULL)if(child->rchild->ltag==1)child->rchild->lchild=pre;free(child);}else if(1!=child->ltag&&1==child->rtag)//孩子结点有左无右{pre->rchild=child->lchild;s=child->lchild;while(s->rchild&&s->rtag!=1)s=s->rchild;s->rchild=child->rchild;if(child->rchild!=NULL)if(child->rchild->ltag==1)child->rchild->lchild=pre;free(child);}else if(1==child->ltag&&1!=child->rtag)//孩子结点有右无左{pre->rchild=child->rchild;s=child->rchild;while(s->lchild&&s->ltag!=1)s=s->lchild;s->lchild=child->lchild;free(child);}else if(1!=child->ltag&&1!=child->rtag)//孩子结点左右都有{pre->rchild=child->rchild;s=child->rchild;while(s->lchild&&s->ltag!=1)//右子树的左下s=s->lchild;q=child->lchild;while(q->rchild&&q->rtag!=1)//左子树的右下q=q->rchild;s->lchild=child->lchild;s->ltag=0;q->rchild=s;free(child);}}printf("\n删除结点操作已经完成，并同时完成了线索化的恢复\n");printf("find %c",child->data);return;}int main(void){TBtree *T;inti;T=CreatTree();printf("\n");i=1;while(i){printf("\t1.二叉树的线索化\n");printf("\t2.线索二叉树插入操作\n");printf("\t3.线索二叉树删除操作\n");printf("\t4.中序输出\n");printf("\t5.线索输出\n");printf("\t0.退出\n");printf("\t 请选择:");scanf("%d",&i);printf("\n");switch(i){case 1:PreThread(T);printf("\t已经实现二叉树的线索化\n");printf("\n");break;case 2:Insert(T);printf("\n");break;case 3:DeleteNode(T);printf("\n");break;case 4:Inorder(T);printf("\n");break;case 5:PrintIndex(T);break;case 0:exit(1);default:printf("error\n\t请继续选择:");}}return 0;}三．运行结果二叉树创建：二叉树线索化：线索二叉树插入结点：线索二叉树删除结点：四、设计总结通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。