c++英文字母统计,哈夫曼存盘(源码)

实习报告题目编号：系部：二系专业方向：计算机科学与技术班级：0422学生：高鹏程指导教师：章晓莉一、需求分析1、选题任务：编程实现txt文件（其中内容为英文文章）内容中26个字母、标点符号使用频率的统计，对文章进行Huffman编码存盘，并比较Huffman编码文件与原txt文件长度大小。

分析：选题所给出的要求实际就是通过统计某文章中字母出现的频率，并对频率值构造一棵Huffman树，利用Huffman树的特点构造文章中字母的Huffman编码，再按Huffman编码存储文件，实现文件数据的压缩目的。

设计方案：构造Huffman树首先要知道各个节点的权值，在这里，用约定俗成的方法对各个字母在文章中出现的次数计算出显得频率，以作为字母也就是各个节点的权值。

并以此来构造一棵Huffman树，运用Huffman的特点求出各个字母的前缀编码。

中间（这个词在此用的非常不合适，没有阐述清楚问题）用文件的一些操作实现对文章的读取和压缩后生成新文件。

程序接受的数据来自一个内容为英文文章的文本文件，将里面的各个字母转化为Huffman 编码（前缀编码）再以后缀为.huf的文件输出。

测试的数据主要是一些接连重复的字母和标点组合。

根据来判断转化后的Huffman是否相同来判断转化的是否正确。

二、程序设计：1、程序中用到的所有数据类型的定义：⑴、以下用到的结构体定义typedef struct {unsigned int weight;unsigned int parent, lchild, rchild;}HTNode;typedef HTNode HuffmanTree;typedef struct {int weight;int lchild, rchild, parent;}HTNode,HuffmanTree[m+1];⑵全局变量int num;⑶子函数定义void select(HuffmanTree T,int k,int &s1,int &s2);int Frq(char *s,int cnt[],char str[]);void ChuffmanTree(HuffmanTree HT, HuffmanCode HC,int cnt[],char str[]);void HuffmanEnCreathuf(HuffmanTree HT,HuffmanCode HC);2、主程序流程图：建立一个对应所有英文文章中可能出现的字母或标点符号的结构体数组——读入名为English.txt的文章，并计算其中出现的字母和标点符号出现的频率——建立一棵Huffman树——利用Huffman的特点求出出现过的字母和标点符号的Huffman 编码——利用循环把生成的Huffman（前缀编码）写入生成的后缀.huf文件3、各子程序间的调用关系：二、调试分析：⑴、遇到的问题：①遇到LNK2001错误：经仔细检查以后发现是因为有一个函数传入的参数和定义的不同。

②写入文件时的错误：对于文件写入函数了解的不充分，不能随意使用一个写入函数就期待实现全部写入。

③建立Huffman树时的错误主要是不理解建立的内在机制，总是产生非前缀代码，理解之后又借助老师的帮助终于产生了正确的前缀代码。

⑵算法的时间复杂度：O(n)算法的空间复杂度：254由于本人能力有限，时间也有限，未能找出改进的算法。

三、使用说明：在English.txt文件中输入要转化的英文文章，运行该程序即可得到名为English.huf 的文件。

五、测试结果：hello world!00100010101100111100101011111110以上的第二行为把English_huf.txt以记事本方式打开后的内容。

程序测试发现，错误的输入文件名依然有结果输出。

对某种类型文件的组织缺少研究，使得获得的压缩文件没有实际意义。

结果得分：中批改老师：章小莉2006.9.27六、其他注释源程序代码：#include <stdio.h>#include<string.h>#define n 100#define m 2*n-1typedef struct {char ch;char bits[9];int len;}CodeNode,HuffmanCode[n+1];/*定义一个结构体存放字符的前缀代码*/typedef struct {int weight;int lchild, rchild, parent;}HTNode,HuffmanTree[m+1];/*定义一个结构体存放Huffman树的结点信息*/void select(HuffmanTree T,int k,int &s1,int &s2);/*从Huffman树的结点中选出两个权值最小的结点*/int Frq(char *s,int cnt[],char str[]);/*计算s在文章中出现的频率*/void ChuffmanTree(HuffmanTree HT, HuffmanCode HC,int cnt[],char str[]);/*建立Huffman树*/void HuffmanEnCreathuf(HuffmanTree HT,HuffmanCode HC);/*运用Huffman树求出字符的前缀代码*/int num;void main(){char st[254],str[96],a;int cn[96];HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;FILE *f_txt;if((f_txt = fopen("English.txt","rb")) == NULL){printf("can not open file English.txt\n");}fgets(st,254,f_txt);/*给数组st赋值*/printf("Press Enter to creat English.huf\n");scanf("%c",&a);num = Frq(st,cn,str);/*求出字符在文章中出现的频率*/ChuffmanTree(HT,HC,cn,str);/*建立Huffman树*/HuffmanEnCreathuf(HT,HC);/*求出前缀代码*/printf("English.huf creat ended!\n");printf("************Thanks for using!************\n");fclose(f_txt);}void select (HuffmanTree T,int k,int &s1,int &s2){/*利用两次for循环找出两个权值最小的结点*/int i,j;int min = 101;for(i = 1;i <= k;i++)if(T[i].weight < min && T[i].parent == 0){j = i;min = T[i].weight;/*将最小的权值赋予min*/}s1 = j;/*找出权值最小的结点*/min = 32767;for(i = 1;i <= k;i++)if(T[i].weight < min && T[i].parent == 0 && i != s1){j = i;min = T[i].weight;/*将第二小的权值赋予min*/}s2 = j;/*找出权值第二小的结点*/}int Frq (char *s,int cnt[],char str[]){char *p;int i, j, k;int temp[96];for(i = 1;i <= 95;i++)temp[i] = 0;for(p = s;*p != '\0';p++){if (*p >= '!' && *p <= '~'){k = *p - 32;/*转化为ASCII码*/temp[k]++;}/*判断p是否为字符*/}for(i = 1,j = 0;i <= 95;i++)if(temp[i] != 0){ j++;str[j] = i+32;cnt[j] = temp[i];}/*求出p出现的频率*/return j;}void ChuffmanTree(HuffmanTree HT,HuffmanCode HC,int cnt[],char str[]){/*建立Huffman树，根据字符出现的频率确定权值，作为Huffman树上各结点的权值*/int i,s1, s2;for(i = 1;i <= 2 * num - 1;i++){HT[i].lchild = 0;HT[i].rchild = 0;HT[i].parent = 0;HT[i].weight = 0;}/*初始化HT数组*/for(i = 1;i <= num;i++)HT[i].weight = cnt[i];/*转入各结点的权值*/for(i = num + 1;i <= 2 * num - 1;i++){select(HT,i-1,s1,s2);HT[s1].parent = i;HT[s2].parent = i;HT[i].lchild = s1;HT[i].rchild = s2;HT[i].weight = HT[s1].weight + HT[s2].weight;}/*建立Huffman树，用select依次找出两个权值最小的结点*/for(i = 0;i <= num;i++)HC[i].ch = str[i];i = 1;while(i <= num)printf("字符%c, 次}void HuffmanEnCreathuf(HuffmanTree HT,HuffmanCode HC){/*利用建立好的Huffman树求出前缀代码，放在HC数组中*/int c,p,i;char cd[n];int start;cd[num] = '\0';for(i = 1;i <= num;i++){start = num;c = i;while((p = HT[c].parent) > 0){cd[--start] = (HT[p].lchild == c) ? '0' : '1';c = p;}strcpy(HC[i].bits,&cd[start]);HC[i].len = num - start;}。