哈夫曼树 实验报告
哈夫曼树的实验报告1
哈夫曼树的实验报告1一、需求分析1、本演示程序实现Haffman编/译码器的作用，目的是为信息收发站提供一个编/译系统，从而使信息收发站利用Haffman编码进行通讯，力求达到提高信道利用率，缩短时间，降低成本等目标。
系统要实现的两个基本功能就是：①对需要传送的数据预先编码；②对从接收端接收的数据进行译码；2、本演示程序需要在终端上读入n个字符（字符型）及其权值（整形），用于建立Huffman树,存储在文件hfmanTree.txt中；如果用户觉得不够清晰还可以打印以凹入表形式显示的Huffman树；3、本演示程序根据建好的Huffman树，对文件的文本进行编码，结果存入文件CodeFile中；然后利用建好的Huffman树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中；最后在屏幕上显示代码（每行50个），同时显示对CodeFile中代码翻译后的结果；4、本演示程序将综合使用C++和C语言；5、测试数据：(1)教材例6-2中数据：8个字符，概率分别是0.05，0.29，0.07，0.08，0.14，0.23，0.03，0.11，可将其的权值看为5，29，7，8，14，23，3，11(2)用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立Haffman树，并实现以下报文的编码和一、概要设计1、设定哈夫曼树的抽象数据类型定义ADT Huffmantree{数据对象：D={a i| a i∈Charset,i=1,2,3,……n,n≥0}数据关系：R1＝{< a i-1, a i >| a i-1, a i∈D, i=2,3,……n}基本操作：Initialization(&HT，&HC,w，n,ch)操作结果：根据n个字符及其它们的权值w[i],建立Huffman树HT,用字符数组ch[i]作为中间存储变量，最后字符编码存到HC中；Encodeing(n)操作结果：根据建好的Huffman树，对文件进行编码，编码结果存入到文件CodeFile 中Decodeing(HT,n)操作结果：根据已经编译好的包含n个字符的Huffman树HT，将文件的代码进行翻译，结果存入文件T extFile中} ADT Huffmantree1）主程序模块void main(){输入信息，初始化；选择需要的操作；生成Huffman树；执行对应的模块程序；输出结果；}2）编码模块——根据建成的Huffman树对文件进行编码；3）译码模块——根据相关的Huffman树对编码进行翻译；各模块的调用关系如图所示二、详细设计1、树类型定义typedef struct {unsigned int weight; //权值char ch1; //储存输入的字符unsigned int parent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree;2、编码类型定义typedef char **HuffmanCode;哈夫曼编译器的基本操作设置如下Initialization(HuffmanTree &HT，HuffmanCode &HC,int *w，int &n,char *ch) //根据输入的n个字符及其它们的权值w[i],建立Huffman树HT,用字符数组ch[i]作为中间存储变量存储编码，最后转存到HC中；Encodeing(int n)//根据建好的包含n个字符的Huffman树，对文件进行编码，编码结果存入到文件CodeFile中Decodeing(HuffmanTree HT,int n)//根据已经编译好的包含n个字符的Huffman树HT，对文件的代码进行翻译，结果存入文件TextFile中基本操作操作的算法主函数及其他函数的算法void select(HuffmanTree HT,int n,int &s1,int &s2){ //依次比较，从哈夫曼树的中parent为0的节点中选择出两个权值最小的if(!HT[i].parent&&！HT[S1]&&!HT[S2]){if(HT[i].weight<ht[s1].weight){< p="">s2=s1; s1=i;}else if(HT[i].weight<ht[s2].weight&&i!=s1)< p=""> s2=i;}3、函数的调用关系图三、调试分析Encodeing Decoding Print PrintTreeInitialization1、本次实习作业最大的难点就是文件的读和写，这需要充分考虑到文件里面的格式，例如空格，换行等等，由于不熟悉C++语言和C语言的文件的输入和输出，给编程带来了很大的麻烦；2、原本计划将文本中的换行格式也进行编码，也由于设计函数比较复杂，而最终放弃；3、一开始考虑打印哈夫曼树的凹入表时是顺向思维，希望通过指针的顺序变迁来实现打印，但问题是从根结点到叶子结点的指针不是顺序存储的，所以未能成功，后来查找相关资料，最终利用递归的方法解决问题；4、程序中的数组均采用了动态分配的方法定义，力求达到减少空间的浪费；5、时间的复杂度主要是由查树这个步骤决定，因为无论是编码还是译码都需要对Huffman树进行查找和核对，但考虑到英文字母和空格也就是27个字符，影响不是很大；6、程序无论在屏幕显示还有文件存储方面都达到了不错的效果；7、程序不足的地方就是在文件文本格式方面处理得还是不够，或许可以通过模仿WORD的实现来改善。
哈夫曼树_实验报告
一、实验目的1. 理解哈夫曼树的概念及其在数据结构中的应用。
2. 掌握哈夫曼树的构建方法。
3. 学习哈夫曼编码的原理及其在数据压缩中的应用。
4. 提高编程能力，实现哈夫曼树和哈夫曼编码的相关功能。
二、实验原理哈夫曼树（Huffman Tree）是一种带权路径长度最短的二叉树，又称为最优二叉树。
其构建方法如下：1. 将所有待编码的字符按照其出现的频率排序，频率低的排在前面。
2. 选择两个频率最低的字符，构造一棵新的二叉树，这两个字符分别作为左右子节点。
3. 计算新二叉树的频率，将新二叉树插入到排序后的字符列表中。
4. 重复步骤2和3，直到只剩下一个节点，这个节点即为哈夫曼树的根节点。
哈夫曼编码是一种基于哈夫曼树的编码方法，其原理如下：1. 从哈夫曼树的根节点开始，向左子树走表示0，向右子树走表示1。
2. 每个叶子节点对应一个字符，记录从根节点到叶子节点的路径，即为该字符的哈夫曼编码。
三、实验内容1. 实现哈夫曼树的构建。
2. 实现哈夫曼编码和译码功能。
3. 测试实验结果。
四、实验步骤1. 创建一个字符数组，包含待编码的字符。
2. 创建一个数组，用于存储每个字符的频率。
3. 对字符和频率进行排序。
4. 构建哈夫曼树，根据排序后的字符和频率，按照哈夫曼树的构建方法，将字符和频率插入到哈夫曼树中。
5. 实现哈夫曼编码功能，遍历哈夫曼树，记录从根节点到叶子节点的路径，即为每个字符的哈夫曼编码。
6. 实现哈夫曼译码功能，根据哈夫曼编码，从根节点开始，按照0和1的路径，找到对应的叶子节点，即为解码后的字符。
7. 测试实验结果，验证哈夫曼编码和译码的正确性。
五、实验结果与分析1. 构建哈夫曼树根据实验数据，构建的哈夫曼树如下：```A/ \B C/ \ / \D E F G```其中，A、B、C、D、E、F、G分别代表待编码的字符。
2. 哈夫曼编码根据哈夫曼树，得到以下字符的哈夫曼编码：- A: 00- B: 01- C: 10- D: 11- E: 100- F: 101- G: 1103. 哈夫曼译码根据哈夫曼编码，对以下编码进行译码：- 00101110111译码结果为：BACGACG4. 实验结果分析通过实验，验证了哈夫曼树和哈夫曼编码的正确性。
哈夫曼树实验报告(付原C语言程序)
哈夫曼树实验报告需求分析：从终端读入一串字符，利用建立好的哈夫曼树对其进行编码，储存到文件当中去，然后从文件读入哈夫曼编码，针对每个字母对其进行译码，翻译为原来的信息。
二、概要设计程序分为以下几个模块：1、从终端读入字符集大小，n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，写入文件hfmTree中去。
2、对hfmTree进行编码，建立hfm编码表。
3、从文件ToTran读入信息，根据hfm编码表对其进行hfm编码，将编码后的信息写入文件Codefile 中去4、对Codefile文件反向译码，结果储存在Textfile中去。
5、将建立的hfmTree打印在终端上，并储存于相应的Treeprint文件中去。
抽象的数据定义如下：哈夫曼树结构typedef struct //定义哈夫曼树的结构{int weight; //权值int parent; //双亲int lchild; //左孩子int rchild; //右孩子}htnode,huffmantree[M+1];建立哈夫曼树void crthuffmantree(huffmantree ht,int w[],int n) //初始化哈夫曼树{int i,s1,s2,m;for(i=1;i<=n;i++){ht[i].weight=w[i];ht[i].parent=0;ht[i].lchild=0;ht[i].rchild=0;}m=2*n-1;for(i=n+1;i<=m;i++){ht[i].weight=0;ht[i].parent=0;ht[i].lchild=0;ht[i].rchild=0;}for(i=n+1;i<=m;i++){select(ht,i-1,&s1,&s2);ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;ht[s1].parent=i;ht[s2].parent=i;ht[i].lchild=s1;ht[i].rchild=s2;}}typedef char *huffmancode[N+1]; //建立哈夫曼树编码表void crthuffmancode(huffmantree ht,huffmancode hc,int n){char *cd; //新建立一个指针int start,i,c,p;cd=(char*)malloc(n*sizeof(char))；//分配求一个字符的哈夫曼编码的空间cd[n-1]='\0'; //编码结束符for(i=1;i<=n;i++){start=n-1;c=i;p=ht[i].parent;while(p!=0){--start;if(ht[p].lchild==c)cd[start]='0';elsecd[start]='1';c=p;p=ht[p].parent;}hc[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));strcpy(hc[i],&cd[start]);}free(cd);}select(huffmantree ht,int pos,int *s1,int *s2) //取最小和次小权值{int j,m1,m2;m1=m2=maxint;for(j=1;j<=pos;j++){if(ht[j].weight<m1&&ht[j].parent==0) //定义为双亲为零时才开始求，这样就做到了防止筛选过的重新加入比较列表里{m2=m1;*s2=*s1;*s1=j;m1=ht[j].weight;}else if(ht[j].weight<m2&&ht[j].parent==0){m2=ht[j].weight;*s2=j;}}}主程序模块int main(){初始化参数printf("请输入：初始化 I;编码 E;译码 D;印代码文件 P;印哈弗曼树 T\n");printf("结束请输入Q\n");while(1){ //这就是用户输入scanf("%c",&q);if(q=='Q'){break;}if(q=='I'){fpw=fopen("hfmtree.txt","w");ftest=fopen("date.txt","r");printf("请输入密码表，第一位表示密码表大小，之后按空格键开始以紧凑的格式输入编码字母和权值。
(完整word版)哈夫曼树实验报告
实验报告1、实验目的：(1）理解哈夫曼树的含义和性质。
（2）掌握哈夫曼树的存储结构以及描述方法。
(3）掌握哈夫曼树的生成方法。
（4)掌握哈夫曼编码的一般方法,并理解其在数据通讯中的应用.2、实验内容：哈夫曼树与哈弗曼编码、译码a。
问题描述：哈夫曼问题的提出可以参考教材P。
145。
利用哈弗曼编码进行通信可以大大提高通信利用率，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.b。
算法提示：参见教材P.147—148算法6.12、6。
13的描述.3、实验要求：建立哈夫曼树，实现编码,译码。
错误!.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。
编码（Encoding）.利用已建好的哈夫曼树(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（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T extFile 中。
错误!.输出代码文件(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CodePrint中。
错误!。
输出哈夫曼树（TreePrinting）.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。
测试数据：设权值c= （a，b, c, d , e, f，g，h)w=（5,29，7,8，14，23,3，11）,n=8。
按照字符‘0’或‘1’确定找左孩子或右孩子，则权值对应的编码为：5:0001,29：11，7：1110，8：111114：110，23:01,3：0000，11：001。
北邮-数据结构-哈夫曼树报告Word版
数据结构实验报告实验名称：哈夫曼树学生姓名：袁普班级：2013211125班班内序号：14号学号：2013210681日期：2014年12月实验目的和内容利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器。
基本要求：1、初始化(Init)：能够对输入的任意长度的字符串 s进行统计，统计每个字符的频度，并建立哈夫曼树2、建立编码表(CreateTable)：利用已经建好的哈夫曼树进行编码，并将每个字符的编码输出。
3、编码(Encoding)：根据编码表对输入的字符串进行编码，并将编码后的字符串输出。
4、译码(Decoding)：利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码，并输出译码结果。
5、打印(Print)：以直观的方式打印哈夫曼树（选作）6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度，并进行分析，讨论赫夫曼编码的压缩效果。
7、可采用二进制编码方式（选作）测试数据：I love data Structure, I love Computer。
I will try my best to studydata Structure.提示：1、用户界面可以设计为“菜单”方式：能够进行交互。
2、根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度，对没有出现的字符一律不用编码2. 程序分析2.1 存储结构用struct结构类型来实现存储树的结点类型struct HNode{int weight; //权值int parent; //父节点int lchild; //左孩子int rchild; //右孩子};struct HCode //实现编码的结构类型{char data; //被编码的字符char code[100]; //字符对应的哈夫曼编码};2.2 程序流程2.3 关键算法分析算法1：void Huffman::Count()[1] 算法功能：对出现字符的和出现字符的统计，构建权值结点，初始化编码表[2] 算法基本思想：对输入字符一个一个的统计，并统计出现次数，构建权值数组，[3] 算法空间、时间复杂度分析：空间复杂度O（1），要遍历一遍字符串，时间复杂度O（n）[4] 代码逻辑：leaf=0; //初始化叶子节点个数int i,j=0;int s[128]={0}; 用于存储出现的字符for(i=0;str[i]!='\0';i++) 遍历输入的字符串s[(int)str[i]]++; 统计每个字符出现次数for(i=0;i<128;i++)if(s[i]!=0){data[j]=(char)i; 给编码表的字符赋值weight[j]=s[i]; 构建权值数组j++;}leaf=j; //叶子节点个数即字符个数for(i=0;i<leaf;i++)cout<<data[i]<<"的权值为："<<weight[i]<<endl;算法2：void Init();[1] 算法功能：构建哈弗曼树[2] 算法基本思想：根据哈夫曼树构建要求，选取权值最小的两个结点结合，新结点加入数组，再继续选取最小的两个结点继续构建。
哈夫曼树实验报告
哈夫曼树实验报告一、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，在接收端将穿来的数据进行译码，此试验即设计这样的一个简单的编/译码系统。
系统应该具有如下的几个功能。
1. 接受原始数据从终端任意读入字母，求出其各自的权重值，建立哈夫曼树，并将它存于hfmtree.dat文件中。
2. 编码利用已建好的哈夫曼树，对文件中的正文进行编码，然后将结果存入codefile.dat中。
3. 译码利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.dat中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat中。
4. 打印编码规则即字符与编码的一一对应关系。
5. 打印哈夫曼树将已存在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上。
二、数据结构设计1. 构造哈夫曼树时使用静态量表作为哈夫曼树的存储。
在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各节点的信息，根据二叉树的性质可知，具有n个叶子节点的哈夫曼树共有2n-1个结点，所以数组HuffNode的大小设置为2n-1，描述节点的数据类型为:typedef struct{int weight; //结点权值int parent;int lchild;int rchild;}HNodeType;2. 求哈夫曼编码时使用一位结构数组HuffCode作为哈腹满编码信息的存储。
求哈夫曼编码，实质上就是在以建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿结点的双亲链域退到根结点，每退回一步，就走过了哈夫满树的一个分支，从而得到一位哈夫曼码值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列，因此先得到的分支代码为所求编码的低位码，后得到的分支代码为所求编码的高位码，所以设计如下数据类型:typedef struct{int bit[26];int start;}HCodeType;3. 文件hfmtree.dat、codefile.dat、和textfile.dat。
哈夫曼树编码实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，让学生掌握哈夫曼树的基本概念、构建方法以及编码解码过程，加深对数据结构中树型结构在实际应用中的理解。
通过本次实训，学生能够：1. 理解哈夫曼树的基本概念和构建原理；2. 掌握哈夫曼树的编码和解码方法；3. 熟悉Java编程语言在哈夫曼树编码中的应用；4. 提高数据压缩和传输效率的认识。
二、实训内容1. 哈夫曼树的构建（1）创建叶子节点：根据给定的字符及其权值，创建叶子节点，并设置节点信息。
（2）构建哈夫曼树：通过合并权值最小的两个节点，不断构建新的节点，直到所有节点合并为一棵树。
2. 哈夫曼编码（1）遍历哈夫曼树：从根节点开始，按照左子树为0、右子树为1的规则，记录每个叶子节点的路径。
（2）生成编码：将遍历过程中记录的路径转换为二进制编码，即为哈夫曼编码。
3. 哈夫曼解码（1）读取编码：将编码字符串按照二进制位读取。
（2）遍历哈夫曼树：从根节点开始，根据读取的二进制位，在哈夫曼树中寻找对应的节点。
（3）输出解码结果：当找到叶子节点时，输出对应的字符，并继续读取编码字符串。
三、实训过程1. 准备工作（1）创建一个Java项目，命名为“HuffmanCoding”。
（2）在项目中创建以下三个类：- HuffmanNode：用于存储哈夫曼树的节点信息；- HuffmanTree：用于构建哈夫曼树、生成编码和解码；- Main：用于实现主函数，接收用户输入并调用HuffmanTree类进行编码和解码。
2. 编写代码（1）HuffmanNode类：```javapublic class HuffmanNode {private char data;private int weight;private HuffmanNode left;private HuffmanNode right;public HuffmanNode(char data, int weight) {this.data = data;this.weight = weight;}}```（2）HuffmanTree类：```javaimport java.util.PriorityQueue;public class HuffmanTree {private HuffmanNode root;public HuffmanNode buildHuffmanTree(char[] data, int[] weight) {// 创建优先队列，用于存储叶子节点PriorityQueue<HuffmanNode> queue = new PriorityQueue<>();for (int i = 0; i < data.length; i++) {HuffmanNode node = new HuffmanNode(data[i], weight[i]);queue.offer(node);}// 构建哈夫曼树while (queue.size() > 1) {HuffmanNode left = queue.poll();HuffmanNode right = queue.poll();HuffmanNode parent = new HuffmanNode('\0', left.weight + right.weight);parent.left = left;parent.right = right;queue.offer(parent);}root = queue.poll();return root;}public String generateCode(HuffmanNode node, String code) {if (node == null) {return "";}if (node.left == null && node.right == null) {return code;}generateCode(node.left, code + "0");generateCode(node.right, code + "1");return code;}public String decode(String code) {StringBuilder result = new StringBuilder();HuffmanNode node = root;for (int i = 0; i < code.length(); i++) {if (code.charAt(i) == '0') {node = node.left;} else {node = node.right;}if (node.left == null && node.right == null) { result.append(node.data);node = root;}}return result.toString();}}```（3）Main类：```javaimport java.util.Scanner;public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入字符串：");String input = scanner.nextLine();System.out.println("请输入字符及其权值（例如：a 2 b 3 c 5）："); String[] dataWeight = scanner.nextLine().split(" ");char[] data = new char[dataWeight.length / 2];int[] weight = new int[dataWeight.length / 2];for (int i = 0; i < dataWeight.length; i += 2) {data[i / 2] = dataWeight[i].charAt(0);weight[i / 2] = Integer.parseInt(dataWeight[i + 1]);}HuffmanTree huffmanTree = new HuffmanTree();HuffmanNode root = huffmanTree.buildHuffmanTree(data, weight); String code = huffmanTree.generateCode(root, "");System.out.println("编码结果：" + code);String decoded = huffmanTree.decode(code);System.out.println("解码结果：" + decoded);scanner.close();}}```3. 运行程序（1）编译并运行Main类，输入字符串和字符及其权值。
哈夫曼树 实验报告
哈夫曼树实验报告哈夫曼树实验报告引言：哈夫曼树是一种经典的数据结构，广泛应用于数据压缩、编码和解码等领域。
本次实验旨在通过构建哈夫曼树，探索其原理和应用。
一、哈夫曼树的定义和构建方法哈夫曼树是一种特殊的二叉树，其叶子节点对应于待编码的字符，而非叶子节点则是字符的编码。
构建哈夫曼树的方法是通过贪心算法，即每次选择权值最小的两个节点合并，直到构建出完整的哈夫曼树。
二、哈夫曼编码的原理和实现哈夫曼编码是一种可变长度编码，即不同字符的编码长度不同。
其原理是通过构建哈夫曼树来确定字符的编码，使得频率较高的字符编码较短，频率较低的字符编码较长。
这样可以有效地减少编码的长度，从而实现数据的压缩。
三、实验过程和结果在本次实验中，我们选择了一段文本作为输入数据，通过统计每个字符的频率，构建了对应的哈夫曼树。
然后，根据哈夫曼树生成了字符的编码表，并将原始数据进行了编码。
最后，我们通过对编码后的数据进行解码，验证了哈夫曼编码的正确性。
实验结果显示，通过哈夫曼编码后，原始数据的长度明显减少，达到了较好的压缩效果。
同时，解码后的数据与原始数据完全一致，证明了哈夫曼编码的可靠性和正确性。
四、哈夫曼树的应用哈夫曼树在实际应用中有着广泛的用途。
其中，最典型的应用之一是数据压缩。
通过使用哈夫曼编码，可以将大量的数据压缩为较小的存储空间，从而节省了存储资源。
此外，哈夫曼树还被广泛应用于网络传输、图像处理等领域，提高了数据传输的效率和图像的质量。
五、对哈夫曼树的思考哈夫曼树作为一种经典的数据结构，其优势在于有效地减少了数据的冗余和存储空间的占用。
然而，随着技术的不断发展，现代的数据压缩算法已经不再局限于哈夫曼编码，而是采用了更为复杂和高效的算法。
因此，我们需要在实际应用中综合考虑各种因素，选择合适的压缩算法。
六、总结通过本次实验，我们深入了解了哈夫曼树的原理和应用。
哈夫曼编码作为一种重要的数据压缩算法，具有广泛的应用前景。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的压缩算法，以达到最佳的压缩效果和性能。
哈夫曼实验报告材料(附代码)
哈弗曼编码/译码器一、程序的功能分析1．构造哈夫曼树及哈夫曼编码：从终端读入字符集大小n、n个字符以及n个对应的权值，建立哈夫曼树；利用已经建好的哈夫曼树求每个叶结点的哈夫曼编码，并保存。
2．编码：利用已构造的哈夫曼编码对“明文”文件中的正文进行编码，然后将结果存入“密文”文件中。
3．译码：将“密文”文件中的0、1代码序列进行译码。
(读文件)4．打印“密文”文件：将文件以紧凑格式显示在终端上，每行30个代码；同时，将此字符形式的编码文件保存。
5．打印哈夫曼树及哈夫曼编码：将已在内存中的哈夫曼树以凹入表形式显示在终端上，同时将每个字符的哈夫曼编码显示出来；并保存到文件。
二、基本要求分析1、输入输出的要求按提示内容从键盘输入命令，系统根据用户输入的需求在保证界面友好的前提下输出用户所需信息，并按要求保存文件，以便保存备份信息。
2、测试数据（1）．令叶子结点个数N为4，权值集合为{1,3,5,7}，字符集合为{A,B,C,D}，且字符集与权值集合一一对应。
（2）．令叶子结点个数N为7，权值集合为{12,6,8,18,3,20,2}，字符集合为{A,B,C,D,E,F,G}，且字符集与权值集合一一对应。
（3）．请自行选定一段英文文本，统计给出的字符集，实际统计字符的频度，建立哈夫曼树，构造哈夫曼编码，并实现其编码和译码。
三、概要设计1.主模块的流程及各子模块的主要功能主函数负责提供选项功能，循环调控整个系统。
创建模块实现接收字符、权值、构建哈夫曼树，并保存文件，此功能是后续功能的基础。
编码模块实现利用已编好的哈夫曼树对每个字符进行哈夫曼编码，即对每个字符译出其密文代码，并保存文件。
译码模块实现对用户输入的密文翻译成明文，即用户所需的字符串信息。
输出模块实现对已编好的哈夫曼树以凹入表的的形式输出。
2、模块之间的层次关系四、详细设计1.采用c语言定义的相关数据类型（1）结点的类型定义描述如下：#define N 叶子结点的个数typedef strcut{int weight; /*结点权值*/int parent;int lchild;int rchild;}HNodeType;HNodeType HNode[2*N-1];（2）编码的类型定义描述如下：#define MAXBIT 10typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;}HCodeType;HCodeType HCode[N];2.各模块伪算法（1）主函数int main(){do:{界面友好设计;cout<<各个选项功能内容;cin>>ch;容错处理;switch(ch){case 1:.....}}while();return 0;}（2）系统初始化模块void create() //系统初始化{for(i=0;i<2*N-1;i++) //数组HNode初始化{};从键盘接收字符;for(i=0;i<N;i++){ cout<<"输入字符"<<endl;cin>>HNode[i].data;}接收权值;构造哈夫曼树;for(i=0;i<N-1;i++){ 找最小和次小两个权值；将找出的两棵子树合并为一棵子数；}将已建好的哈夫曼树存入文件hfmtree.txt中;调用哈夫曼编码子函数；}void HaffmanCode() //对哈夫曼树进行编码{从hfmtree.txt文件中读出哈夫曼树的信息存入内存HNodeType a[2*N-1]；求每个叶子结点的哈夫曼编码；for(i=0;i<N;i++){从叶节点回溯，回溯到根结点（parent==-1）;记录回溯路径；}打印出每个字符对应的密文；将密文信息存入文件codefile.dat中；}（3）编码模块void HfmanCode() //对用户输入的字符串进行编码{提示输入信息；接收用户输入的要编译的字符串；cin>>s;//从文件中读取哈夫曼编码信息infile.open ("F:\\codefile.dat",ios::in|ios::binary); //读文件for(i=0;i<N;i++) //将文件中的数据读出放在temp[i]内//从文件中读字节到指定的存储器区域。
哈夫曼树实验报告
哈夫曼树实验报告一、实验目的1.理解哈夫曼树的概念和实现原理；2.掌握使用哈夫曼树进行编码和解码的方法；3.熟悉哈夫曼树在数据压缩中的应用。
二、实验原理哈夫曼树是一种用于数据压缩的树形结构，通过将出现频率较高的数据项用较短的编码表示，从而达到压缩数据的目的。
哈夫曼树的构建过程如下：1.统计字符出现的频率，并按照频率从小到大排序；2.将频率最低的两个字符合并为一个节点，节点的频率为两个字符的频率之和；3.将新节点插入频率表，并将频率表重新排序；4.重复步骤2和3，直到频率表中只剩下一个节点，该节点即为哈夫曼树的根节点。
三、实验步骤1.统计输入的字符序列中每个字符出现的频率；2.根据频率构建哈夫曼树；3.根据哈夫曼树生成字符的编码表；4.将输入的字符序列编码为哈夫曼编码；5.根据哈夫曼树和编码表，解码得到原始字符序列。
四、实验结果以字符序列"abacabad"为例进行实验：1.统计字符频率的结果为：a-4次，b-2次，c-1次，d-1次；```a-4/\b-2c-1/\d-1空节点```3.根据哈夫曼树生成的编码表为：a-0，b-10，c-110，d-111；5. 根据哈夫曼树和编码表进行解码得到原始字符序列："abacabad"。
五、实验总结通过本次实验，我深入了解了哈夫曼树的原理和实现方法，掌握了使用哈夫曼树进行字符编码和解码的过程。
哈夫曼树在数据压缩中的应用非常广泛，能够有效地减小数据的存储空间，提高数据传输效率。
在实际应用中，我们可以根据不同字符出现的频率构建不同的哈夫曼树，从而实现更高效的数据压缩和解压缩算法。
北邮数据结构 实验报告四——哈夫曼树
数据结构实验报告实验名称：实验4——题目4——哈夫曼树学生姓名：班级：班内序号：学号：日期：2017年1月6日1．实验要求利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器。
基本要求：1、初始化(Init)：能够对输入的任意长度的字符串s进行统计，统计每个字符的频度，并建立赫夫曼树2、建立编码表(CreateTable)：利用已经建好的赫夫曼树进行编码，并将每个字符的编码输出。
3、编码(Encoding)：根据编码表对输入的字符串进行编码，并将编码后的字符串输出。
4、译码(Decoding)：利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译码，并输出译码结果。
5、打印(Print)：以直观的方式打印赫夫曼树（选作）6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度，并进行分析，讨论赫夫曼编码的压缩效果。
2. 程序分析2.1 存储结构本实验的存储结构为哈夫曼树与哈夫曼编码表哈夫曼树：存储结构：struct HNode//哈夫曼树的结点结构{int weight;//结点权值int parent;//双亲指针int LChild;//左孩子指针int RChild;//右孩子指针};哈夫曼编码表：struct HCode//编码表的结点结构{char data;//字符char code[10];//编码int k;//码长};存储结构：2.2 关键算法分析一、初始化：步骤：1、设立数组，记录每一个字符出现的次数与字符对应的ASCII码2、以字符不是回车或换行遍历输入的字符数组3、将存储出现次数大于0的字符存储进叶子节点数组4、相对应的，存储叶子结点的数据域字符出现的次数。
时间复杂度：O（n）空间复杂度：O（n）二、创建哈夫曼树步骤：1、创建2n-1个数节点2、将权值数组依次赋值进0到n-1的权值节点中3、从0到i-1（最开始等于n-1）选择两个权值最小的节点x、y，将其连接为i节点的左右孩子，改变x、y的双亲指针为i节点4、I++，循环步骤4直到2n-1时间复杂度：O（n^2）空间复杂度 O（n）三、创建哈夫曼编码表步骤：1、创建n个编码表节点2、依次将叶子节点的字符放入编码表节点数据域中3、对每个编码表对应的树结点，向根节点开始回溯（为父节点的左孩子编码值为0，右孩子为1，不断上移，直到根节点）4、进行倒置时间复杂度O（n）空间复杂度 O（n）四、编码步骤：1、新建编码数组2、从源码第一个字符开始在编码表中寻找到相应字符后将编码复制进编码数组3、计算压缩比时间复杂度O（n+e） n为源码 e为编码数组长度空间复杂度O（n）五、解码步骤：1、从根节点开始，按照编码串寻找（0为左子树，1为右子树）2、直到该节点无子树，将该节点（也就是叶子节点）字符放入解码串中3、重复步骤1、2直到编码串结束时间复杂度O（n） n为编码串长度空间复杂度O（e） e为原串长度六、打印哈夫曼树步骤：1、从根节点开始第m层前方空m个格2、叶子结点先输出数据域再在下一行输出权值3、重复输出，递归调用，直到叶子。
哈夫曼树+心得
b[i] = (HBTreeNode *)malloc( sizeof(HBTreeNode) );
b[i]->hdata = a[i];
b[i]->character = i + 32;
b[i]->left = b[i]->right = NULL;
}
for(i=1;i<95;i++) // 进行 n-1 次循环建立哈夫曼树
82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, \
92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, \
102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, \
112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, \
// = : 61 29
// > : 62 30
// ? : 63 31
// ` : 64 32
// A--Z : 65--90 33--58
// [ : 91 59
// \ : 92 60
// ] : 93 61
// ^ : 94 62
// _ : 95 63
// ` : 96 64
// a--z : 97--122 65--90
k2=j;
}
}
// 由最小权值树和次最小权值树建立一颗新树,q指向树根结点
q=(HBTreeNode *)malloc( sizeof(HBTreeNode) );
q->hdata=b[k1]->hdata + b[k2]->hdata;
哈夫曼树实验报告(上传)
201*级数据结构实验报告哈夫曼树的建立姓名：***学号：***********班级：指导老师：***日期：201*.12.25一、实验题目及要求：实验题目：哈夫曼编码器设计实验要求：哈夫曼(Huffman)树与哈夫曼码1．输入一个文本，统计各字符出现的频度，输出结果；2．使用二叉链表或三叉链表作存储结构，构造哈夫曼(Huffman)树； 3．确定和输出各字符的哈夫曼码；4．输入一个由0和1组成的代码序列，翻译并输出与之对应的文本；操作提示：一个完整的系统应具有以下功能：（1）初始化： 从终端读入一段英文字符，统计每个字符出现的频率，建立赫夫曼树，并将该树存入某文件；（2）编码： 利用建好的赫夫曼树对各字符进行编码，用列表的形式显示在屏幕上，并将编码结果存入另一文件中；（3）解码： 利用保存的赫夫曼编码，对任意输入的0，1序列能正确解码。
二、实验分析及内容1、 存储结构a. 哈夫曼树的存储结构该程序使用一个静态三叉链表来存储哈夫曼树：weight LChild RChild Parent 2 -1 -1 4 3 -1 -1 4 6 -1 -1 5 9 -1 -1 6 5 1 1 5 11 2 2 6 2055-1b. 哈夫曼编码表的存储结构把每个字符data 及对应的编码code 用一个结点存储，将所有的结点存储在数组中：data Code Z 100 C 101 B 11 Ac. 录入字符串以及存储字符的数组a[]、b[]的获取：先将录入的字符串存在一个字符数组S[]中，然后遍历数组S[]，先建立一个空的循环链表，然后再遍历数组S 的同时往链表里插入新的结点或者修改相应结点中的域值：0 1 2 3 4 5 60 1 2 3Data Weight Nextrrear2. 关键算法分析a.初始化哈夫曼树:用数组a[]初始化哈夫曼树：从0到n-1循环，分别对树中结点赋值：HTree[i].weight=a[i];HTree[i].lchild=-1;HTree[i].rchild=-1;HTree[i].parent=-1;b.创建哈夫曼树：（1）、从1——i中选择两个最小的结点：SelectMin（x,y,0,i）；（2）、将选中的两个结点插入到树中：HTree[x].parent=HTree[y].parent=ii;HTree[ii].weight=HTree[x].weight+HTree[y].weight;HTree[ii].lchild=x;HTree[ii].rchild=y;HTree[ii].parent=-1;d.创建编码表：（1）、自下而上从叶子节点找到根节点，左孩子标识为‘0’，右孩子标识为‘1’，将‘0’、‘1’储存在编码表的code[]中；（2）、将code[]中的‘0’、‘1’进行倒序；e.编码：根据编码表，进行编码：for(int i=0;i<n;i++){ if(*s==HCodeTable[i].data){cout<<HCodeTable[i].code;s++;}}f.译码：输入一串‘0’、‘1’代码，根据编码表进行译码：（1）、如果是‘0’，则转到当前结点的左孩子：if(*s=='0') parent=HTree[parent].lchild;（2）、如果是‘1’，则转到当前结点的右孩子：else parent=HTree[parent].rchild;5、源程序：#include "stdio.h"typedef struct{float weight;int parent,lchild,rchild;}huftree;typedef struct{int bit[100];int length;}hufcode;huftree tree[100];//哈夫曼树hufcode code[100];//编码int num,m;//个数，编码最大长度void HufBuild(){int i,j,p1,p2;float s1,s2;printf("How: ");scanf("%d",&num);m=2*num-1;printf("请输入各个编码频率: ");for(i=0;i<num;i++){scanf("%f",&tree[i].weight);tree[i+num].parent=tree[i].parent=0;tree[i+num].lchild=tree[i].lchild=0;tree[i+num].rchild=tree[i].rchild=0;}for(i=num;i<m;i++){s1=s2=1; p1=p2=0;for(j=0;j<i;j++)if(tree[j].parent==0)if(tree[j].weight<s1){s2=s1; s1=tree[j].weight;p2=p1; p1=j;}else if(tree[j].weight<s2){s2=tree[j].weight;p2=j;}tree[p1].parent=tree[p2].parent=i;tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;tree[i].lchild=p1; tree[i].rchild=p2;}}void CodePrint(){int i,j,p,k;printf("各个编码如下: \n");for(i=0;i<num;i++){printf("%6.2f",tree[i].weight);p=tree[i].parent;j=i;code[i].length=num-1;while(p!=0){if(tree[p].lchild==j) code[i].bit[code[i].length]=1;else code[i].bit[code[i].length]=0;code[i].length--;j=p;p=tree[p].parent;}printf(" ");for(k=code[i].length+1;k<num;k++)printf("%d",code[i].bit[k]);printf("\n");}}void main(){printf("输入一个要进行哈夫曼编码的字符串:"); gets();printf("如下是编码表:");HufBuild();pringtf("请输入一串0和1的代码");CodePrint();}3、运行结果三、实验小结1、虽然最终顺利的编完了程序，但是总的来说哈夫曼树还是很不容易的。
(精选)哈夫曼树及其操作-数据结构实验报告
电子科技大学实验报告课程名称：数据结构与算法学生姓名：陈*浩学号：************* 点名序号： *** 指导教师：钱** 实验地点：基础实验大楼实验时间： 2015.5.72014-2015-2学期信息与软件工程学院实验报告(二)学生姓名：陈**浩学号：*************指导教师：钱**实验地点：科研教学楼A508实验时间：2015.5.7一、实验室名称：软件实验室二、实验项目名称：数据结构与算法—树三、实验学时：4四、实验原理：霍夫曼编码（Huffman Coding）是一种编码方式，是一种用于无损数据压缩的熵编码（权编码）算法。
1952年，David A. Huffman在麻省理工攻读博士时所发明的。
在计算机数据处理中，霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。
例如，在英文中，e的出现机率最高，而z的出现概率则最低。
当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个比特来表示，而z则可能花去25个比特（不是26）。
用普通的表示方法时，每个英文字母均占用一个字节（byte），即8个比特。
二者相比，e使用了一般编码的1/8的长度，z则使用了3倍多。
倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。
霍夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。
所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数）。
树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和，记为WPL=(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln)，N个权值Wi（i=1,2,...n）构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li（i=1,2,...n）。
哈夫曼树的建立及操作
实验六哈夫曼树的建立与操作一、实验要求和实验内容1、输入哈夫曼树叶子结点〔信息和权值〕2、由叶子结点生成哈夫曼树内部结点3、生成叶子结点的哈夫曼编码4、显示哈夫曼树结点顺序表二、实验要点：根据哈夫曼算法，建立哈夫曼树时，可以将哈夫曼树定义为一个构造型的一维数组HuffTree，保存哈夫曼树中各结点的信息，每个结点包括：权值、左孩子、右孩子、双亲，如图5-4所示。
由于哈夫曼树中共有2n-1个结点，并且进展n-1次合并操作，所以该数组的长度为2n-1。
构造哈夫曼树的伪代码如下：在哈夫曼树中，设左分支为0，右分支为1，从根结点出发，遍历整棵哈夫曼树，求得各个叶子结点所表示字符的哈夫曼编码。
三、.函数的功能说明及算法思路BTreeNode* CreateHuffman(ElemType a[],int n)//构造哈夫曼树1.对给定n个权值{a1,a2,…,an}的叶子结点，构成具有n棵二叉树的森林F={T1,T2,…,Tn}, 其中每棵二叉树Ti只有一个权值为ai的根结点，其左右子树为空。
2.在F中选取两棵根结点的权值最小的树作为左右子树构造一棵新的二叉树，且新的二叉树的根结点的权值为其左右子树上根结点的权值之和。
3.从F中删除构成新树的两棵树，并把新树参加到F中。
4.重复 2、3两步，直到F只有一棵树为止。
则F中的树就是哈夫曼树。
void PrintBTree(BTreeNode *BT)//以广义表形式输出哈夫曼树主要用到了递归的思想。
void HuffManCoding(BTreeNode *BT, int len)//求哈夫曼编码构造一棵二叉树，左分支标识为0，右分支标识为1，把 n 个字符看成是一棵树的 n个叶子结点，把从根结点到每个叶子结点路径上的分支标识序列作为字符的编码，则得到哈夫曼编码。
四、实验步骤和提示1、编写有关哈夫曼树操作的函数：①构造哈夫曼树 BTreeNode * CreateHuffman(ElemType a[],int n);②以广义表形式输出哈夫曼树 void PrintBTree(BTreeNode *BT);③求哈夫曼编码 void HuffManCoding(BTreeNode *BT, int len)。
哈夫曼实验报告(附代码)
哈弗曼编码/译码器一、程序的功能分析1．构造哈夫曼树及哈夫曼编码：从终端读入字符集大小n、n个字符以及n个对应的权值，建立哈夫曼树；利用已经建好的哈夫曼树求每个叶结点的哈夫曼编码，并保存。
2．编码：利用已构造的哈夫曼编码对“明文”文件中的正文进行编码，然后将结果存入“密文”文件中。
3．译码：将“密文”文件中的0、1代码序列进行译码。
(读文件)4．打印“密文”文件：将文件以紧凑格式显示在终端上，每行30个代码；同时，将此字符形式的编码文件保存。
5．打印哈夫曼树及哈夫曼编码：将已在内存中的哈夫曼树以凹入表形式显示在终端上，同时将每个字符的哈夫曼编码显示出来；并保存到文件。
二、基本要求分析1、输入输出的要求按提示内容从键盘输入命令，系统根据用户输入的需求在保证界面友好的前提下输出用户所需信息，并按要求保存文件，以便保存备份信息。
2、测试数据（1）．令叶子结点个数N为4，权值集合为{1,3,5,7}，字符集合为{A,B,C,D}，且字符集与权值集合一一对应。
（2）．令叶子结点个数N为7，权值集合为{12,6,8,18,3,20,2}，字符集合为{A,B,C,D,E,F,G}，且字符集与权值集合一一对应。
（3）．请自行选定一段英文文本，统计给出的字符集，实际统计字符的频度，建立哈夫曼树，构造哈夫曼编码，并实现其编码和译码。
三、概要设计1.主模块的流程及各子模块的主要功能主函数负责提供选项功能，循环调控整个系统。
创建模块实现接收字符、权值、构建哈夫曼树，并保存文件，此功能是后续功能的基础。
编码模块实现利用已编好的哈夫曼树对每个字符进行哈夫曼编码，即对每个字符译出其密文代码，并保存文件。
译码模块实现对用户输入的密文翻译成明文，即用户所需的字符串信息。
输出模块实现对已编好的哈夫曼树以凹入表的的形式输出。
2、模块之间的层次关系四、详细设计1.采用c语言定义的相关数据类型（1）结点的类型定义描述如下：#define N 叶子结点的个数typedef strcut{int weight; /*结点权值*/int parent;int lchild;int rchild;}HNodeType;HNodeType HNode[2*N-1];（2）编码的类型定义描述如下：#define MAXBIT 10typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;}HCodeType;HCodeType HCode[N];2.各模块伪算法（1）主函数int main(){do:{界面友好设计;cout<<各个选项功能内容;cin>>ch;容错处理;switch(ch){case 1:.....}}while();return 0;}（2）系统初始化模块void create() //系统初始化{for(i=0;i<2*N-1;i++) //数组HNode初始化{};从键盘接收字符;for(i=0;i<N;i++){ cout<<"输入字符"<<endl;cin>>HNode[i].data;}接收权值;构造哈夫曼树;for(i=0;i<N-1;i++){ 找最小和次小两个权值；将找出的两棵子树合并为一棵子数；}将已建好的哈夫曼树存入文件hfmtree.txt中;调用哈夫曼编码子函数；}void HaffmanCode() //对哈夫曼树进行编码{从hfmtree.txt文件中读出哈夫曼树的信息存入内存HNodeType a[2*N-1]；求每个叶子结点的哈夫曼编码；for(i=0;i<N;i++){从叶节点回溯，回溯到根结点（parent==-1）;记录回溯路径；}打印出每个字符对应的密文；将密文信息存入文件codefile.dat中；}（3）编码模块void HfmanCode() //对用户输入的字符串进行编码{提示输入信息；接收用户输入的要编译的字符串；cin>>s;//从文件中读取哈夫曼编码信息infile.open ("F:\\codefile.dat",ios::in|ios::binary); //读文件for(i=0;i<N;i++) //将文件中的数据读出放在temp[i]内//从文件中读字节到指定的存储器区域。
哈夫曼树实验报告
一、实验目的1. 理解哈夫曼树的基本概念和构造方法。
2. 掌握哈夫曼编码的原理和实现过程。
3. 通过实验加深对数据结构中树型结构应用的理解。
二、实验原理哈夫曼树（Huffman Tree）是一种带权重的二叉树，用于实现哈夫曼编码。
其基本思想是：将字符按照在数据集中出现的频率进行排序，然后选取两个最小频率的字符合并成一个新节点，其频率为两个字符频率之和，重复此过程，直到只剩下一个节点，即为哈夫曼树的根节点。
哈夫曼编码是一种基于哈夫曼树的编码方法，其原理是将每个字符映射到一个唯一的二进制序列，序列的长度与字符在数据集中出现的频率成反比。
频率越高，编码的长度越短，从而提高信息传输的效率。
三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发环境：Visual Studio 2019四、实验步骤1. 初始化（1）从数据文件中读取字符及其频率。
（2）构建一个优先队列（最小堆），将字符和频率存储在队列中。
2. 构建哈夫曼树（1）从优先队列中取出两个频率最小的节点，合并成一个新节点，其频率为两个节点频率之和。
（2）将新节点插入优先队列中。
（3）重复步骤（1）和（2），直到优先队列中只剩下一个节点，即为哈夫曼树的根节点。
3. 哈夫曼编码（1）遍历哈夫曼树，从根节点到叶子节点的路径上，左子树表示0，右子树表示1。
（2）将每个叶子节点的字符和对应的编码存储在哈夫曼编码表中。
4. 编码（1）读取待编码的文本。
（2）根据哈夫曼编码表，将文本中的每个字符映射到对应的编码。
（3）将编码序列写入文件。
5. 译码（1）读取编码文件。
（2）从哈夫曼树的根节点开始，根据编码序列的每一位，判断是左子树还是右子树。
（3）当到达叶子节点时，输出对应的字符。
（4）重复步骤（2）和（3），直到编码序列结束。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）成功构建了哈夫曼树，并生成了哈夫曼编码表。
（2）对给定的文本进行了编码和译码，验证了编码的正确性。
哈夫曼树实验报告
数据结构实验报告实验名称：实验三哈夫曼树学生姓名：班级：班内序号：学号：日期：程序分析：2.1 存储结构：二叉树2.2 程序流程：template <class T>class BiTree{public:BiTree(); //构造函数，其前序序列由键盘输入 ~BiTree(void); //析构函数BiNode<T>* Getroot(); //获得指向根结点的指针protected:BiNode<T> *root; //指向根结点的头指针};//声明类BiTree及定义结构BiNodeData：二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成二叉树中的结点具有相同数据类型及层次关系哈夫曼树类的数据域，继承节点类型为int的二叉树class HuffmanTree:public BiTree<int>data:HCode* HCodeTable;//编码表int tSize; //编码表中的总字符数二叉树的节点结构template <class T>struct BiNode //二叉树的结点结构{T data; //记录数据T lchild; //左孩子T rchild; //右孩子T parent; //双亲};编码表的节点结构struct HCode{char data; //编码表中的字符char code[100]; //该字符对应的编码};待编码字符串由键盘输入，输入时用链表存储，链表节点为struct Node{char character; //输入的字符unsigned int count;//该字符的权值bool used; //建立树的时候该字符是否使用过Node* next; //保存下一个节点的地址};示意图：2.3 关键算法分析：1.初始化函数（void HuffmanTree::Init(string Input)）算法伪代码：1.初始化链表的头结点2.获得输入字符串的第一个字符，并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链表中字符的个数)3.从字符串第2个字符开始，逐个取出字符串中的字符3.1 将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较，如果当前取出的字符与链表中已经存在的某个字符相同，则链表中该字符的权值加1。
哈夫曼实验报告
t[k].lc=x1;
t[k].rc=x2;
}
}
void main() {
int i,n=4;
int w[]={7,5,2,4};
JD t[M]; huffman(n,w,t);
printf("后序遍历二叉树结果:\n");
for(i=1;i<=2*n-1;i++)
printf("%d\n",t[i].data);
哈夫曼树的建立：在这个实验中，只是用了一个哈夫曼数建立函数和一个主函数，其目的也只是建立一个简单的哈夫曼树，所以实验数据直接在主函数中给出，也是几个简单的函数，而当哈夫曼树建立好之后，用后序遍历显示出来，是因为后序遍历更加方便。
哈夫曼编码：这个实验比较复杂，既包含了哈夫曼树的建立，哈夫曼编码的生成，代码文件的译码。按向左走记为0、向右走记为1的方法来给各结点编码，输出的哈夫曼编码是个字符在构建好的哈夫曼树中的哈夫曼编码。
定义带有权值、双亲以及左右孩子的结点，动态分配数组存储赫夫曼树，
动态分配数组存储哈夫பைடு நூலகம்编码表。
实验步骤：1）、类型及相关变量定义。
2）、哈夫曼树的建立。
3）、生成哈夫曼编码。
4)、代码文件的译码。
5)、调试程序并运行测试。
6）、分析结果并讨论、总结。
二、实验结果与分析
1、实验目的、实验思路等见实验设计方案
int i,j,k,x1,x2,m1,m2;
for(i=1;i<(2*n);i++) {
t[i].pa=t[i].lc=t[i].rc=0;
if(i<=n)
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计算机科学与技术学院数据结构实验报告
班级2014级计算机1班学号20144138021 姓名张建华成绩
实验项目简单哈夫曼编/译码的设计与实现实验日期2016.1.5
一、实验目的
本实验的目的是进一步理解哈夫曼树的逻辑结构和存储结构，进一步提高使用理论知识指导解决实际问题的能力。
二、实验问题描述
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，此实验即设计这样的一个简单编/码系统。
系统应该具有如下的几个功能：
1、接收原始数据。
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.dat中。
2、编码。
利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmtree.dat中读入），对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.dat中。
3、译码。
利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.dat中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat中。
4、打印编码规则。
即字符与编码的一一对应关系。
5、打印哈夫曼树，
将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上。
三、实验步骤
1、实验问题分析
1、构造哈夫曼树时使用静态链表作为哈夫曼树的存储。
在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各结点的信息，根据二叉树的性质可知，具有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点，所以数组HuffNode的大小设置为2n-1，描述结点的数据类型为：
Typedef strcut
{
Int weight；/*结点权值*/
Int parent；
Int lchild；
Int rchild；
}HNodeType；
2、求哈夫曼编码时使用一维结构数组HuffCode作为哈夫曼编码信息的存储。
求哈夫曼编码，实质上就是在已建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿结点的双亲链域回退到根结点，没回退一步，就走过了哈夫曼树的一个分支，从而得到一位哈夫曼码值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列，因此先得到的分支代码为所求编码的低位码，后得到的分支代码位所求编码的高位码，所以设计如下数据类型：
Typedef struct
{
Int bit[MAXBIT]；
Int start；
}HCodeType；
3、文件hfmtree.dat、codefile.dat和textfile.dat。
2、功能（函数）设计
（1）、初始化功能模块。
此功能模块的功能为从键盘接收字符集大小n，以及n个字符和n个权值。
（2）、建立哈夫曼树的功能模块。
此模块功能为使用1中得到的数据按照教材中的构造哈夫曼树的算法构造哈夫曼树，即将HuffNode数组中的各个位置的各个域都添上相关的值，并将这个结构体数组存于文件hfmtree.dat中。
（3）、建立哈夫曼编码的功能模块。
此模块功能为从文件hfmtree.dat中读入相关的字符信息进行哈夫曼编码，然后将结果存入codefile.dat中，同时将字符与0、1代码串的一一对应关系打印到屏幕上。
（4）、译码的功能模块。
此模块功能为接收需要译码的0、1代码串，按照3中建立的编码规则将其翻译成字符集中字符所组成的字符串形式，存入文件textfile.dat，同时将翻译的结果在屏幕上打印输出。
（5）、打印哈夫曼树的功能模块。
此模块功能为从HuffNode数组中读入相关的结点信息，以图形的方式将各个结点以及叶子结点的权值和左分支上的0和右分支上的1画出来。
四、实验结果（程序）及分析
1、实验主要代码
typedef struct /*结点结构体*/
{
string hfmstr; /*结点内容*/
int weight; /*结点权值*/
int parent;
int lchild;
int rchild;
}HNodeType;
typedef struct /* 编码结构体 */
{
int bit[MAXBIT];
int start;
}HCodeType;
void Create_HuffMTree(HNodeType HFMTree[],int n) /*创建哈夫曼树*/
{
int m1,x1,m2,x2;
int i,j;
HFMTree[i].hfmstr="";
HFMTree[i].weight=0;
HFMTree[i].parent=-1;
HFMTree[i].lchild=-1;
HFMTree[i].rchild=-1;
}
for(i=0;i<n;i++)
{
cout<<"请输入第"<<i+1<<"个权值"<<endl;
cin>>HFMTree[i].weight;
cout<<"请输入对应字符"<<endl;
cin>>HFMTree[i].hfmstr;
}
for(i=0;i<n-1;i++)
{
x1=x2=MAXVALUE;
m1=m2=0;
for(j=0;j<n+i;j++)
{
if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x1)
{
x2=x1;
m2=m1;
x1=HFMTree[j].weight;
m1=j;
}
else if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x2)
{
x2=HFMTree[j].weight;
m2=j;
}
}
HFMTree[m1].parent=n+i;
HFMTree[m2].parent=n+i;
HFMTree[n+i].weight=HFMTree[m1].weight+HFMTree[m2].weight;
HFMTree[n+i].lchild=m1;
HFMTree[n+i].rchild=m2;
}
cout<<"创建哈夫曼树成功！"<<endl;
}
void HaffmanCode(HNodeType HFMTree[],HCodeType HuffCode[],int n) /*构建哈夫曼编码*/ {
HCodeType cd;
int i,j,c,p;
cd.start=n-1;
c=i;
p=HFMTree[c].parent;
while(p!=-1)
{
if(HFMTree[p].lchild==c)
cd.bit[cd.start]=0;
else
cd.bit[cd.start]=1;
cd.start--;
c=p;
p=HFMTree[c].parent;
}
for(j=cd.start+1;j<n;j++)
HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j];
HuffCode[i].start = cd.start;
}
}
void decodeing(char string[],HNodeType HFMTree[],int n) /*解码*/ {
int i,tmp=0,code[1024];
int m=2*n-1;
char *nump;
char num[1024];
for(i=0;i<strlen(string);i++)
{
if(string[i]=='0')
num[i]=0;
else
num[i]=1;
}
i=0;
nump=&num[0];
while(nump<(&num[strlen(string)]))
{
tmp=m-1;
while((HFMTree[tmp].lchild!=-1)&&(HFMTree[tmp].rchild!=-1)) {
if(*nump==0)
{
tmp=HFMTree[tmp].lchild ;
}
else
nump++;
}
cout<<HFMTree[tmp].hfmstr; }
cout<<endl;
}
2、测试数据与输出。