哈夫曼编码与译码的实现

数据结构课程设计评阅书

2011—2012学年第一学期

专业：信息管理与信息系统学号： 1021024016 姓名：万永馨

课程设计名称：数据结构课程设计

设计题目：哈夫曼编码与译码的实现

完成期限：自 2012 年 2 月 20 日至 2012 年 3 月 2 日共 2 周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

该设计题目将按以下要求完成：

哈夫曼编码与译码是信息传输中应用的经典算法，运用C或VC++结合数据结构等基础知识，按

以下要求编程实现各种进制的转换。

任务要求：1）阐述设计思想,画出流程图;2）需要对哈夫曼编码/译码的相关原理有所了解，设计数

据结构，建立必要的信息数据文件（最好存储成外部文件），并分析完成用户所需的基本操作功能；3）实现给定信息的编码和译码功能；4）应有较好的界面设计，说明程序测试方法；5）按照格式要

求完成课程设计说明书。

设计要求:

1）问题分析和任务定义：根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么？（而不是怎么做？）限制条件是什么？确定问题的输入数据集合。

2）逻辑设计：对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的

原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型。逻辑设计的结果应写出每个抽象数据类型的定

义（包括数据结构的描述和每个基本操作的功能说明），各个主要模块的算法，并画出模块之间的调

用关系图；

3）详细设计：定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。在这个过程中，要综合考虑系统

功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基

本操作的规格说明尽可能明确具体。详细设计的结果是对数据结构和基本操作做出进一步的求精，

写出数据存储结构的类型定义，写出函数形式的算法框架；

4）程序编码：把详细设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。同时加入一些注解和断言，

使程序中逻辑概念清楚；

5）程序调试与测试：能够熟练掌握调试工具的各种功能，设计测试数据确保程序正确。调试正

确后，认真整理源程序及其注释，形成格式和风格良好的源程序清单和结果；

6）结果分析：程序运行结果包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。算

法的时间、空间复杂性分析；

7）编写课程设计报告；

以上要求前三个阶段的任务完成后，将设计说明书的草稿交指导老师面审，审查合格方可进入

后续阶段的工作。设计工作结束，经指导老师验收合格后将设计说明书装订，并答辩。

批准日期：年月日

摘要

在当今信息爆炸时代，如何采取有效的数据压缩技术来节省数据文件的储存空间越来越引起人们的重视。本次课程设计的实验题目为哈夫曼编码与译码的实现。利用哈夫曼树求得的用于通讯的二进制编码称为哈弗曼编码。通常我们将文字转化为二进制称为编码，而将二进制转化为文字称为译码。此次程序就是将一个简单的文件进行编码转化为二进制数存入文件并进行译码进而输出。而将文件转化为二进制编码运用哈夫曼树的相关知识可以有效的节省存储空间与时间。

关键词：哈夫曼树;哈夫曼树的编码;哈夫曼树的译码;哈夫曼树初始化;哈夫曼树的建立

开发工具：visual C++

目录

1.引言 (5)

2.课题描述 (6)

3.程序设计 (7)

3.1实验目的与基本要求 (7)

3.2部分函数介绍 (7)

3.3主要模块程序流程图 (8)

4 系统实现 (12)

4.1 主函数（菜单函数） (12)

4.2 建立HuffmanTree (12)

4.3生成Huffman编码并写入文件 (14)

4.4对文件哈夫曼译码.txt 进行译码译码 (15)

5 系统调试 (16)

附录源程序 (22)

1.引言

在课程设计过程中，我们四个人一组选择一个课题，认真研究，根据课堂讲授内容，借助书本，自己动手实践。这样不但有助于我们消化课堂所讲解的内容，还可以增强我们的独立思考能力和动手能力；通过编写实验代码和调试运行，我们可以逐步积累调试C程序的经验并逐渐培养我们的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。

在课程设计过程中，我们不但有自己的独立思考，还借助各种参考文献来帮助我们完成系统。更为重要的是，我们同学之间加强了交流，在对问题的认识方面可以交换不同的意见。同时，师生之间的互动也随之改善，我们可以通过具体的实例来从老师那学到更多的实用的知识。

数据结构课程具有比较强的理论性，同时也具有较强的可应用性和实践性。课程设计是一个重要的教学环节。我们在一般情况下都能够重视实验环节，但是容易忽略实验的总结，忽略实验报告的撰写。通过这次实验让我们明白：作为一名大学生必须严格训练分析总结能力、书面表达能力。需要逐步培养书写科学实验报告以及科技论文的能力。只有这样，我们的综合素质才会有好的提高。

2.课题描述

课题：哈夫曼编码与译码的实现

问题描述：对文件哈夫曼.txt中的字符串进行编译，统计其中的字符种类、个数作为权值。

1. 从D盘的数据结构课程设计文件夹中建立哈夫曼.txt文件里读出文章（必须大写）；

2. 运用jsp函数统计这篇文章中的每个字符出现的次数；

3. 以字符出现字数作为权值，构建哈夫曼树，并将哈夫曼树的存储结构的初态和终态进行输出；

4. 对每个字符进行编码并将所编码写入程序，然后对另一文件中的编码编码进行破译。

具体介绍：在本课题中，我们在硬盘D盘中预先建立一个哈夫曼.txt 文档，在里面编辑一篇文章(大写)。然后运行程序，调用fileopen()函数读出该文章，显示在界面；再调用jsq()函数对该文章的字符种类进行统计，并对每个字符的出现次数进行统计，并且在界面上显示；然后以每个字符出现次数作为权值，调用ChuffmanTree()函数构建哈夫曼树；并调用print1()和print2()函数将哈夫曼的存储结构的初态和终态进行输出。然后哈夫曼树进行编码，再对另一文件哈夫曼译码.txt 编码进行译码，再输出至界面。至此，整个工作就完成了。