哈夫曼(huffman)编译码器课程设计

兰州商学院陇桥学院

工学系课程设计报告

设计题目：哈夫曼（huffman）编译码器系别：

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目录

哈夫曼(huffman )编译码器 (3)

一、编译码器开发的背景 (3)

二、系统的分析与设计 (3)

（一）系统功能要求 (3)

（二）系统模块结构设计 (4)

三、系统的设计与实现 (6)

（一）main() (6)

（二）运算 (7)

1. 权值运算quanzhi() (7)

2. 印二叉树函数huffmantree( ) (7)

3.编译码运算huffmancode() (9)

4. 输出运算 shuchu() (9)

四、系统测试 (10)

（一）测试主函数 (10)

（二）测试印二叉树函数 (10)

（三）测试译码运算函数 (11)

五、总结 (12)

六、附件（代码、部分图表） (13)

哈夫曼(huffman )编译码器

一、编译码器开发的背景

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。

二、系统的分析与设计

（一）系统功能要求

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。

（二）系统模块结构设计

通过对系统功能的分析，哈夫曼（huffman）编译码器功能如图（1）所示。

图（1）哈夫曼（huffman)编译码器功能图

通过上图的功能分析，把整个系统分为四个模块：

1.初始化模块，该模块主要实现：输入二叉树的结点数，以及要加密的句子，建立哈夫曼树。

2.输出二叉树模块，该运算模块主要实现：将输入的字符串中每

个字符出现的次数当作权值，建立二叉树，将二叉树的parent,weight,lchild,rchild输出。

3.译码模块，该操作主要实现：对编码后的代码进行译码，然后输出。

4.输出模块，该操作主要进行表头的输出。

图２流程图

三、系统的设计与实现

（一）main()

输出1.输出二叉树操作2.进行输出二叉树操作3.退出编译码操作系统，并让用户选择所进行的操作，对其调用。

该模块的具体代码如下所示：

void main()

{

int i,n,s=1;

hnodetype huffnode[maxnode];

while(s)

{

shuchu();

scanf("%d",&i);

switch(i)

{

case 1:

{

haffmantree(huffnode,&n);

break;

}

case 2:

{

haffmancode();

break;

}

case 3:

s=0;

break;

}

}

}

分析：首先输出一个主菜单，方便用户进行操作，用switch语句调用函数使用户对其进行选择要执行的操作（1.输出二叉树操作，2.进行编译码操作，3.退出程序）。

（二）运算

该模块的具体代码如下所示：

1.权值运算quanzhi()

分析：此函数用于对一串字符进行求权值运算，利用循环将一串字符中每个字符的个数设定为权值。

void quanzhi(int t[maxleaf],char s[maxleaf],int n)//求权值函数，将句子中的字符出现的个数当作权值

{

int i,j,h;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

if(s[i]==s[j])

h++;

t[i]=h;

}

}

2.印二叉树函数huffmantree( )

void haffmantree(hnodetype huffnode[maxnode],int *m)

{

int i,j,n,k;

int m1,m2,x1,x2;

char s[maxleaf],t[maxleaf];

printf("输入叶子结点个数：");

scanf("%d",&n);

for(i=0;i<2*n-1;i++)//数组huffnode[]初始化

{

huffnode[i].weight=0;

huffnode[i].parent=-1;

huffnode[i].lchild=-1;

huffnode[i].rchild=-1;

}

printf("输入要编译的句子的\n");