数据结构课程设计哈夫曼编码

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数据结构课程设计哈夫曼

数据结构课程设计哈夫曼

数据结构课程设计哈夫曼一、课程目标知识目标:1. 理解哈夫曼编码的基本原理和构建方法;2. 掌握哈夫曼树的结构特点及其应用;3. 学会运用哈夫曼编码进行数据压缩,并了解其优缺点。

技能目标:1. 能够运用所学知识构建哈夫曼树并进行编码;2. 能够分析给定数据集的最优哈夫曼编码方案;3. 能够运用哈夫曼编码解决实际问题,如文件压缩与解压。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据结构在计算机科学中重要性的认识,激发对数据结构学习的兴趣;2. 培养学生的团队合作意识,学会在团队中发挥个人优势,共同解决问题;3. 培养学生严谨、细致的学术态度,养成良好的编程习惯。

课程性质分析:本课程为高中信息技术学科的数据结构部分,旨在让学生了解并掌握常用的数据结构及其应用。

哈夫曼编码作为数据结构中的一种重要应用,具有很高的实用价值。

学生特点分析:高中学生已经具备了一定的逻辑思维能力,能够理解抽象的概念,但实践经验不足,需要通过具体的案例和动手操作来加深理解。

教学要求:1. 理论与实践相结合,注重培养学生的动手能力;2. 以学生为主体,鼓励学生主动探究、合作学习;3. 注重培养学生的创新能力和解决问题的能力。

二、教学内容1. 引入:回顾树的基本概念,为新课哈夫曼树做好知识铺垫。

教材章节:第二章 树与二叉树2. 哈夫曼编码原理:- 哈夫曼编码的基本思想与原理- 哈夫曼树的构建过程教材章节:第二章 树与二叉树,第五节 哈夫曼编码3. 哈夫曼树的构建方法:- 构建哈夫曼树的步骤- 哈夫曼编码的生成方法教材章节:第二章 树与二叉树,第五节 哈夫曼编码4. 哈夫曼编码的应用:- 文件压缩与解压的原理- 哈夫曼编码在数据压缩中的应用案例教材章节:第二章 树与二叉树,第五节 哈夫曼编码及应用5. 实践操作:- 动手编写程序构建哈夫曼树并进行编码- 分析实际数据集,设计最优哈夫曼编码方案教材章节:第二章 树与二叉树,第五节 哈夫曼编码实践6. 总结与拓展:- 总结哈夫曼编码的特点及其在数据压缩中的应用优势- 探讨哈夫曼编码在其他领域的拓展应用教材章节:第二章 树与二叉树,第五节 哈夫曼编码拓展与应用教学内容安排与进度:1. 引言与回顾:1课时2. 哈夫曼编码原理与构建方法:2课时3. 哈夫曼编码应用与实践操作:2课时4. 总结与拓展:1课时总计:6课时三、教学方法1. 讲授法:- 在讲解哈夫曼编码的基本原理、构建方法及应用场景时,采用讲授法进行知识传授,使学生在短时间内掌握关键概念和理论。

数据结构课程设计:电文编码译码(哈夫曼编码)

数据结构课程设计:电文编码译码(哈夫曼编码)

xx农林大学计算机与信息学院数据结构课程设计设计:xx编译码器姓名:xx专业:2013级计算机科学与技术学号:班级:完成日期:2013.12.28xx编译码器一、需求分析在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视,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。

哈夫曼编码是一种编码方式,以哈夫曼树—即最优二叉树,带权路径长度最小的二叉树,经常应用于数据压缩。

哈夫曼编码使用一张特殊的编码表将源字符(例如某文件中的一个符号)进行编码。

这张编码表的特殊之处在于,它是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的(出现概率高的字符使用较短的编码,反之出现概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期望长度降低,从而达到无损压缩数据的目的)。

哈夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。

树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个叶子对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。

哈夫曼译码输入字符串可以把它编译成二进制代码,输入二进制代码时可以编译成字符串。

二、设计要求对输入的一串电文字符实现哈夫曼编码,再对哈夫曼编码生成的代码串进行译码,输出电文字符串。

通常我们把数据压缩的过程称为编码,解压缩的过程称为解码。

电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。

但在信息传递时,总希望总长度能尽可能短,即采用最短码。

假设每种字符在电文中出现的次数为Wi,编码长度为Li,电文中有n种字符,则电文编码总长度为∑WiLi。

若将此对应到二叉树上,Wi为叶结点的权,Li为根结点到叶结点的路径长度。

那么,∑WiLi恰好为二叉树上带权路径长度。

因此,设计电文总长最短的二进制前缀编码,就是以n种字符出现的频率作权,构造一棵哈夫曼树,此构造过程称为哈夫曼编码。

哈夫曼树和哈夫曼编码(数据结构程序设计)

哈夫曼树和哈夫曼编码(数据结构程序设计)

课程设计(数据结构)哈夫曼树和哈夫曼编码二○○九年六月二十六日课程设计任务书及成绩评定课题名称表达式求值哈夫曼树和哈夫曼编码Ⅰ、题目的目的和要求:巩固和加深对数据结构的理解,通过上机实验、调试程序,加深对课本知识的理解,最终使学生能够熟练应用数据结构的知识写程序。

(1)通过本课程的学习,能熟练掌握几种基本数据结构的基本操作。

(2)能针对给定题目,选择相应的数据结构,分析并设计算法,进而给出问题的正确求解过程并编写代码实现。

Ⅱ、设计进度及完成情况Ⅲ、主要参考文献及资料[1] 严蔚敏数据结构(C语言版)清华大学出版社 1999[2] 严蔚敏数据结构题集(C语言版)清华大学出版社 1999[3] 谭浩强 C语言程序设计清华大学出版社[4] 与所用编程环境相配套的C语言或C++相关的资料Ⅳ、成绩评定:设计成绩:(教师填写)指导老师:(签字)二○○九年六月二十六日目录第一章概述 (1)第二章系统分析 (2)第三章概要设计 (3)第四章详细设计及实现代码 (8)第五章调试过程中的问题及系统测试情况 (12)第六章结束语 (13)参考文献 (13)第一章概述课程设计是实践性教学中的一个重要环节,它以某一课程为基础,可以涉及和课程相关的各个方面,是一门独立于课程之外的特殊课程。

课程设计是让同学们对所学的课程更全面的学习和应用,理解和掌握课程的相关知识。

《数据结构》是一门重要的专业基础课,是计算机理论和应用的核心基础课程。

数据结构课程设计,要求学生在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择和应用、算法的设计及其实现等方面,加深对课程基本内容的理解。

同时,在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。

在这次的课程设计中我选择的题目是表达式求值和哈夫曼树及哈夫曼编码。

这里我们介绍一种简单直观、广为使用的算法,通常称为“算符优先法”。

哈夫曼树又称最优树,是一类带权路径长度最短的树,有着广泛的应用。

数据结构课程设计_哈夫曼树

数据结构课程设计_哈夫曼树

数据结构课程设计_哈夫曼树哈夫曼树是数据结构课程设计中的一个重要内容,它是一种用于编码和压缩数据的树形结构。

在这篇文章中,我们将深入探讨哈夫曼树的原理、应用以及实现方法。

一、哈夫曼树的原理哈夫曼树是一种特殊的二叉树,它的构建依赖于哈夫曼编码的思想。

哈夫曼编码是一种变长编码方式,通过将频率较高的字符用较短的编码表示,而频率较低的字符用较长的编码表示,从而实现数据的高效压缩。

构建哈夫曼树的过程如下:1. 首先,将待编码的字符按照出现频率从小到大进行排序。

2. 然后,取出频率最小的两个字符,将它们作为叶子节点构建一个新的二叉树,该树的根节点的权值为这两个字符的频率之和。

3. 将新构建的二叉树插入到原有的字符列表中,并重新进行排序。

4. 重复步骤2和步骤3,直到只剩下一个根节点的二叉树为止,该树就是哈夫曼树。

二、哈夫曼树的应用哈夫曼树在数据压缩和编码中有着广泛的应用。

由于哈夫曼编码能够将频率较高的字符用较短的编码表示,从而减少了数据的存储空间,因此在文件压缩、图像压缩等领域被广泛应用。

在文件压缩中,哈夫曼树可以根据文件中字符的出现频率构建出一个最优的编码表,将文件中的字符替换为对应的哈夫曼编码,从而实现文件的高效压缩。

解压缩时,只需要根据哈夫曼编码表将编码还原为原始字符,即可恢复文件的原始内容。

在图像压缩中,哈夫曼树可以根据图像中像素值的出现频率构建出一个最优的编码表,将像素值替换为对应的哈夫曼编码,从而实现图像的高效压缩。

解压缩时,只需要根据哈夫曼编码表将编码还原为原始像素值,即可恢复图像的原始内容。

三、哈夫曼树的实现方法哈夫曼树的实现方法有多种,其中一种常见的方法是使用优先队列(也称为最小堆)来实现。

优先队列是一种特殊的队列,它的每个元素都有一个优先级,优先级高的元素先出队。

在构建哈夫曼树时,我们可以将字符和对应的频率作为优先队列中的元素,根据频率的大小来确定优先级。

每次从优先队列中取出两个频率最小的字符,将它们作为叶子节点构建一个新的二叉树,并将该二叉树的根节点插入到优先队列中。

数据结构课程设计哈夫曼编码实验

数据结构课程设计哈夫曼编码实验

数据结构设计性实验Huffman编码与译码学号姓名班级设计性实验—Huffman 编码与译码一.实验目的:在掌握相关基础知识的基础上,学会自己设计实验算法,熟练掌握Huffman 树的建立方法,Huffman 编码的方法,进而设计出Huffman 译码算法,并编程实现。

二.实验要求:在6学时以内,制作出能够实现基于26个英文字母的任意字符串的编译码。

写出技术工作报告并附源程序。

三.实验内容及任务:1.设字符集为26个英文字母,其出现频度如下表所示。

2.建Huffman 树; 3.利用所建Huffman 树对任一字符串文件进行编码——即设计一个Huffman 编码器;4.对任一字符串文件的编码进行译码——即设计一个Huffman 译码器。

实现步骤:1.数据存储结构设计; 2.操作模块设计; 3.建树算法设计; 4.编码器设计;5. 译码器设计;51 48 1 15 63 57 20 32 5 1频度z y x w v u t 字符11611882380频度p 21 f q15 g r 47 h s o n m l k j 字符 57 103 32 22 13 64 186 频度 i e d c b a 空格 字符四.分析以及算法描述1.分析问题1)首先学习二叉树的知识,了解二叉树的路径、权数以及带权路径长度计算。

2)认识霍夫曼树,了解霍夫曼树的定义,构造霍夫曼树构造算法①又给定的n个权值{w1,w2,w3,……,w n}构造根节点的二叉树,从而得到一个二叉树森林F={T1,T2,T3,……T n}。

②在二叉树森里选取根节点全职最小和此最小的两棵二叉树作为左右节点构造新的二叉树,此时新的二叉树的根节点权值为左右子树权值之和。

③在二叉树森林中删除作为新二叉树的根节点左右子树的两棵二叉树,将新的二叉树加入到二叉树森林F中。

④重复②和③,当二叉树森林F只剩下一棵二叉树时,这棵二叉树是所构造的霍夫曼树。

3)练习通过普通树来构造霍夫曼树。

数据结构课程设计哈夫曼编码译码器.doc

数据结构课程设计哈夫曼编码译码器.doc

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。

要求:1)将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt,位于执行程序的当前目录中) ;2)初始化:键盘输入字符集统计字符权值、自定义26个字符和26个权值、统计文件中一篇英文文章中26个字母,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;4)输出编码(首先实现屏幕输出,然后实现文件输出);5)译码(键盘接收编码进行译码、文件读入编码进行译码);6)界面优化设计。

二、流程图主菜单1.建立字符权值 2.建立并输出哈夫曼树3.建立并查看哈弗曼编码4.编码与译码0.退出系统1.从键盘输入字符集统计权值2.从文件读入字符集统计权值3.自定义字符及权值0.返回上级菜单输出哈夫曼树并保存至文件“哈夫曼树。

txt”输出哈夫曼编码并保存至文件“哈夫曼编码。

txt1.编码2.译码0.返回上级菜单1.从键盘输入字符集进行编码2.从文件读入字符集进行编码1.从键盘输入编码进行译码 2.从文件读入编码进行译码0.返回上级菜单0.返回上级菜单三、代码分解//头文件#include#include#include#include #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);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-省略部分-;}void bianma2(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar ch,int n,char bianma[]){ int i; FILE*fp; char filename[20]; printf("请输入要打开的文件名(*.txt):"); scanf("%s",filename); if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL) { printf("\n\t\t文件打开失败!!!"); 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("文件中的字符集为:\n%s",ch.s); fclose(fp);editHCode(ht,hcd,ch,n,bianma); getch(); 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四、调试结果主菜单建立字符权值选择2.从文件读入字符进行统计输入测试文件名“cs.txt”输出个字符权值建立哈夫曼树并输出至文件生成哈夫曼编码并保存至文件编码选择2.从文件读入字符集编码编码结果保存至文件译码选择2.从文件读入编码,读入上一步的编码译码完成,返回!退出系统word教育资料div ;i++) 达到当天最大量API KEY 超过次数限制。

(完整word版)数据结构课程设计(哈夫曼编码)

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目录目录 (1)1 课程设计的目的和意义 (3)2 需求分析 (5)3 系统设计 (6)(1)设计思路及方案 (6)(2)模块的设计及介绍 (6)(3)主要模块程序流程图 (9)4 系统实现 (14)(1)主调函数 (14)(2)建立HuffmanTree (14)(3)生成Huffman编码并写入文件 (18)(4)电文译码 (19)5 系统调试 (22)小结 (25)参考文献 (26)附录源程序 (27)1 课程设计的目的和意义在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术来节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视。

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。

哈夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。

树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0"码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1"的序列作为和各个对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。

通常我们把数据压缩的过程称为编码,解压缩的过程称为解码。

电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。

但在信息传递时,总希望总长度尽可能最短,即采用最短码。

作为软件工程专业的学生,我们应该很好的掌握这门技术。

在课堂上,我们能过学到许多的理论知识,但我们很少有过自己动手实践的机会!课程设计就是为解决这个问题提供了一个平台。

在课程设计过程中,我们每个人选择一个课题,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。

数据结构课程设计哈夫曼编码

数据结构课程设计哈夫曼编码

数据结构课程设计报告题目:赫夫曼编码一、需求分析1. 问题描述利用赫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。

这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码,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编写一个赫夫曼码的编/译码系统。

2.基本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,建立赫夫曼树,并将它存于文件hfmTree中。

(2) E:编码(Encoding)。

利用已建好的赫夫曼树(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)。

利用已建好的赫夫曼树将文件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:印赫夫曼树(Tree printing)。

将已在内存中的赫夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上,同时将此字符形式的赫夫曼树写入文件TreePrint 中。

3.测试要求(1) 已知某系统在通信联络中只可能出现八种字符,其频率分别为0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11,试设计赫夫曼编码。

(2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAME IS MY FA VORITE”。

4.实现提示(1) 编码结果以文本方式存储在文件Codefile中。

(2) 用户界面可以设计为“菜单”方式:显示上述功能符号,再加上“Q”,表示退出运行Quit。

数据结构哈夫曼树编码

数据结构哈夫曼树编码

数据结构哈夫曼树编码一、引言二、哈夫曼树的定义1. 节点的概念2. 哈夫曼树的定义三、哈夫曼编码的概念1. 编码方式2. 码长和平均码长四、哈夫曼编码的实现方法1. 构建哈夫曼树a. 构建思路及步骤b. 构建示例图解2. 编码过程a. 编码步骤及示例图解b. 编码实现代码示例3. 解码过程a. 解码步骤及示例图解b. 解码实现代码示例五、哈夫曼编码的优缺点1. 优点2. 缺点六、应用实例七、总结一、引言:随着信息技术的飞速发展,数据处理已经成为当今社会中一个不可或缺的部分。

在数据处理中,如何高效地压缩数据是一个非常重要的问题。

而哈夫曼树编码作为一种高效的压缩算法,在数据传输和存储方面有着广泛应用。

二、哈夫曼树的定义:1. 节点的概念:哈夫曼树是一种二叉树,由根节点、左子树和右子树组成。

每个节点可以有零个或两个子节点。

叶子节点是指没有子节点的节点,而非叶子节点则至少有一个子节点。

2. 哈夫曼树的定义:哈夫曼树是一种特殊的二叉树,它的所有叶子节点都带有权值。

对于任意一个哈夫曼树,将其所有叶子节点按照权值从小到大排列,则可得到一组序列W={w1,w2,...,wn}。

哈夫曼树的构建过程就是将这组序列转化为一棵二叉树。

三、哈夫曼编码的概念:1. 编码方式:哈夫曼编码是一种前缀编码方式,即每个字符的编码都不是其他字符编码的前缀。

2. 码长和平均码长:对于一个字符c,其在哈夫曼编码中所占用的位数称为其码长Lc。

而整个字符串的平均码长Lavg则是所有字符在哈夫曼编码中所占用位数之和除以字符串长度n。

四、哈夫曼编码的实现方法:1. 构建哈夫曼树a. 构建思路及步骤:(1)将所有字符按照权值从小到大排序,构成初始节点集合。

(2)从节点集合中选出两个权值最小的节点作为左右子节点,构建一棵新的二叉树,并将该二叉树的根节点插入到节点集合中。

(3)重复步骤2,直到只剩下一个节点为止。

b. 构建示例图解:2. 编码过程a. 编码步骤及示例图解:(1)遍历哈夫曼树,对于每个叶子节点记录其路径上所有非叶子节点的左右分支信息,用0表示左分支,用1表示右分支。

数据结构课程设计:哈夫曼编码器

数据结构课程设计:哈夫曼编码器

摘要哈夫曼(huffman)树是一种带权路径长度最小的二叉树,也称最优二叉树,它有着极为广泛的应用。

而我今天做的课程设计就是其中的一个应用---哈夫曼编码器。

其实它的思想很简单,显示根据输入的权值建立一棵哈夫曼树,然后根据哈夫曼数求出各个叶结点的编码。

这样就构成了一个最简单的哈夫曼编码器。

关键词:哈夫曼树编码器最优二叉树带权路径长度目录1 课题分析 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3设计内容 (1)2 总体设计与分析 (3)2.1功能函数设计 (3)2.1.1建立哈夫曼树 (3)2.2.2求哈夫曼编码函数 (3)2.2.3打印编码函数 (3)3 程序说明 (4)3.1 结构图 (4)4 程序调试 (5)4.1 菜单 (5)4.2 输入叶结点和权值 (6)4.3 输出哈夫曼编码 (7)5 设计问题 (8)5.1存入文件 (8)5.1.1问题1 (8)5.1.2问题2 (8)6 小结 (9)参考文献 (10)源代码 (11)1 课题分析在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视,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。

哈夫曼编码是一种编码方式,以哈夫曼树—即最优二叉树,带权路径长度最小的二叉树,经常应用于数据压缩。

哈夫曼编码使用一张特殊的编码表将源字符(例如某文件中的一个符号)进行编码。

这张编码表的特殊之处在于,它是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的(出现概率高的字符使用较短的编码,反之出现概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期望长度降低,从而达到无损压缩数据的目的)。

赫夫曼编码的应用很广泛,利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。

树中从根到每个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个叶子对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。

(完整word版)数据结构课程设计哈夫曼编码(DOC)

(完整word版)数据结构课程设计哈夫曼编码(DOC)

《数据结构与算法》课程设计(2009/2010学年第二学期第20周)指导教师: 王老师班级:计算机科学与技术(3)班学号:姓名:《数据结构与算法》课程设计目录一、前言1.摘要2.《数据结构与算法》课程设计任务书二、实验目的三、题目--赫夫曼编码/译码器1.问题描述2.基本要求3.测试要求4.实现提示四、需求分析—-具体要求五、概要设计六、程序说明七、详细设计八、实验心得与体会前言1.摘要随着计算机的普遍应用与日益发展,其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。

算法与数据结构的学习就是为以后利用计算机资源高效地开发非数值处理的计算机程序打下坚实的理论、方法和技术基础。

算法与数据结构旨在分析研究计算机加工的数据对象的特性,以便选择适当的数据结构和存储结构,从而使建立在其上的解决问题的算法达到最优。

数据结构是在整个计算机科学与技术领域上广泛被使用的术语.它用来反映一个数据的内部构成,即一个数据由那些成分数据构成,以什么方式构成,呈什么结构。

数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。

逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系,而物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的存储安排。

数据结构是数据存在的形式。

《数据结构》主要介绍一些最常用的数据结构,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。

数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程,它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础,广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域.学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理.通过课程设计可以提高学生的思维能力,促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。

2.《数据结构与算法》课程设计任务书《数据结构与算法》是计算机专业重要的核心课程之一,在计算机专业的学习过程中占有非常重要的地位.《数据结构与算法课程设计》就是要运用本课程以及到目前为止的有关课程中的知识和技术来解决实际问题。

数据结构哈夫曼编码

数据结构哈夫曼编码

数据结构哈夫曼编码
哈夫曼编码是一种用于数据压缩的算法,它基于哈夫曼树(HuffmanTree)进行编码。

哈夫曼编码的基本思想是:对于出现频率高的字符,其编码长度较短;而对于出现频率低的字符,其编码长度较长。

这样,通过调整字符的编码长度,可以有效地压缩数据。

哈夫曼编码的具体步骤如下:
1.统计原始数据中每个字符的出现频率。

2.构建哈夫曼树。

在构建过程中,每次将两个权值最小的节点合并,并将它们的权值相加。

同时,将新生成的节点的权值作为新字符的出现频率。

3.根据哈夫曼树生成哈夫曼编码。

对于哈夫曼树中的每个字符,从根节点到该字符所在节点的路径可以形成一个二进制编码。

通常约定左分支标记为0,右分支标记为1。

这样,从根节点到每个叶节点的路径就可以形成一个二进制编码,该编码即为对应字符的哈夫曼编码。

4.使用哈夫曼编码对原始数据进行压缩。

对于原始数据中的每个字符,根据其哈夫曼编码进行编码,最终得到压缩后的数据。

需要注意的是,哈夫曼编码是一种无损压缩算法,即压缩和解压过程中可以完全还原原始数据。

同时,由于哈夫曼编码是基于字符出现频率进行编码的,因此对于出现频率高的字符,其编码长度较短;而对于出现频率低的字符,其编码长度较长。

这样可以有效地减少数据的存储空间,提高数据压缩率。

数据结构课程设计 哈夫曼树

数据结构课程设计 哈夫曼树

数据结构课程设计哈夫曼树数据结构课程设计 - 哈夫曼树一、引言哈夫曼树(Huffman Tree)是一种经典的数据结构,常被用于数据压缩和编码中。

它是一种特殊的二叉树,具有最优的前缀编码性质。

本文将详细介绍哈夫曼树的定义、构建方法以及应用场景。

二、哈夫曼树的定义哈夫曼树是一种满足以下条件的二叉树:1. 所有的叶子节点都带有权值;2. 没有度为1的节点;3. 任意两个叶子节点的路径长度不相同。

三、哈夫曼树的构建方法1. 构建哈夫曼树的基本思想是将权值较小的节点放在较低的层次,权值较大的节点放在较高的层次;2. 首先,根据给定的权值集合,将每一个权值看做一个独立的节点;3. 然后,选择两个权值最小的节点,将它们合并为一个新节点,并将新节点的权值设置为这两个节点的权值之和;4. 重复上述步骤,直到只剩下一个节点,即为哈夫曼树的根节点。

四、哈夫曼编码哈夫曼编码是一种变长编码方式,用于将字符转换为二进制编码。

它的特点是没有编码冗余,即每一个字符的编码都不是其他字符编码的前缀。

这种编码方式可以大幅度减小数据的存储空间和传输带宽。

五、哈夫曼树的应用场景1. 数据压缩:哈夫曼树可以根据字符浮现的频率构建最优的编码方式,从而实现数据的高效压缩;2. 文件压缩:将文件中的字符转换为哈夫曼编码,可以大幅度减小文件的大小;3. 图象压缩:将图象中的像素值转换为哈夫曼编码,可以实现图象的无损压缩;4. 视频压缩:将视频中的帧数据转换为哈夫曼编码,可以减小视频文件的大小。

六、哈夫曼树的时间复杂度和空间复杂度1. 构建哈夫曼树的时间复杂度为O(nlogn),其中n为权值的个数;2. 哈夫曼编码的时间复杂度为O(n),其中n为字符的个数;3. 哈夫曼树的空间复杂度为O(n),其中n为权值的个数。

七、总结哈夫曼树是一种重要的数据结构,具有广泛的应用场景。

通过构建最优的编码方式,可以实现高效的数据压缩和编码。

掌握哈夫曼树的定义、构建方法以及应用场景,对于数据结构课程的学习和实践具有重要意义。

数据结构 哈夫曼编码

数据结构 哈夫曼编码

数据结构哈夫曼编码
哈夫曼编码是一种用于数据压缩的编码方式,通过将出现频率高的字符编码为较短的二进制码,而将出现频率低的字符编码为较长的二进制码,从而减少数据的存储空间。

哈夫曼编码的具体过程如下:
1. 统计待编码的字符出现的频率。

2. 按照频率构建一个字符节点的最小堆(也可以使用优先队列),其中频率小的节点具有较高的优先级。

3. 从最小堆中取出频率最小的两个节点,并创建一个新节点作为它们的父节点,新节点的频率是两个子节点的频率之和。

4. 将新节点插入到最小堆中。

5. 重复步骤3和4,直到堆中只剩下一个节点。

6. 从根节点开始,为每个字符赋予一个唯一的二进制编码,如果向左移动表示0,向右移动表示1。

7. 使用所得的编码对原始数据进行替换。

通过哈夫曼编码,字符出现频率高的会被赋予较短的编码,而出现频率低的则会被赋予较长的编码,从而实现了数据的压缩。

在解码时,根据编码的规则,通过树的遍历将二进制编码还原为原始的字符。

哈夫曼编码在数据压缩、数据传输和通信领域被广泛应用。

它是一种无损压缩算法,可以减小数据的存储空间并保持数据的完整性。

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

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。

数据结构课程设计-哈夫曼编码实验报告

数据结构课程设计-哈夫曼编码实验报告

数据结构课程设计报告实验二哈夫曼编码目录一.问题描述及分析p11.问题描述p12.需求分析p1 二.功能模块及数据结构描述p11.数据结构描述 p1 2.模块描述 p2三.主要算法流程描述p21.编码流程图 p3 2.译码流程图 p4四.使用说明p5 五.调试分析说明p6一.问题描述及分析1.问题描述设计一个哈夫曼编码/译码系统,对一个文本文件中的字符进行哈夫曼编码,生成编码文件(后缀名.cod);反过来,可将一个编码文件还原为一个文本文件(.txt)。

2.需求分析(1)输入一个待压缩的文本文件名,统计文本文件中各字符的个数作为权值,生成哈夫曼树;(2)将文本文件利用哈夫曼树进行编码,生成编码文件(后缀名cod);(3)输入一个待解压的压缩文件名称,并利用相应的哈夫曼树将编码序列译码;(4)显示指定的编码文件和文本文件;3.运行要求.Windows xp/2003.VC++6.0(或以上)运行库二.功能模块及数据结构描述1.数据结构描述typedef struct{long weight;long lchild,rchild,parent;}hfmt;hfmt t[2*256-1];存放哈夫曼树结构体,weight为节点权值,lchild,rchild为节点的左右孩子在向量中的下标(为叶节点时,两值为:-1),parent为节点的双亲在向量中的下标(用来区别根与非根节点,值为-1与非-1)。

typedef struct{char bits[256];long s;}hfmcc;hfmcc cc[256];存放哈夫曼编码结构体,s用来指示编码在位串bits[n]中的起始位置。

2.模块描述图2.1 系统函数copy函数:根据s的值在位串bits[n]中提取有效编码位数。

HFM函数:对读入的节点权值,生成哈夫曼树。

HFMBM函数:对生成的哈夫曼树进行零一编码,对应于原文件字符。

三.主要算法流程描述1.编码流程图图2.2 编码流程图2.译码流程图图2.3 译码流程图四.使用说明图2.4 生成的文件本软件默认生成的编码文件名为:a.cod默认生成的译码文件名为:b.txt执行提示:输入所要编码的文本文件。

数据结构__课程设计之哈夫曼编码

数据结构__课程设计之哈夫曼编码

一、设计思想(一) 哈夫曼树的设计思想对于一组具有确定权值的叶子结点可以构造出多个具有不同带权路径长度的二叉树,其中具有最小带权路径长度的二叉树称作哈夫曼树或最优二叉树。

首先给定n个权值制造n个只含根结点的二叉树,得到一个二叉树林;再在这二叉树林里面找根结点的权值最小和次小的两棵树作成新的二叉树,其中新的二叉树的根结点的权值为左右子根结点权值之和;最后在二叉树林中把组合过的二叉树删除,再重复第二步,直到最后就剩一颗二叉树的时候得到的这棵二叉树就是哈夫曼树。

(二)哈夫曼编码与解码的设计思想在数据通讯中,经常要将传送的文字转换为二进制字符0和1组成的二进制串,称这个过程为编码。

与子相对的是解码或是译码,就是用与编码相同的方式将二进制串转换称编码前的文字的过程称作解码。

在这里是通过哈夫曼树实现编码与解码的,所以称作是哈夫曼编码与解码。

首先输入一个字符串,还有相应的在哈夫曼树里的权值,这样用哈夫曼树把字符串用二进制串代替它,这个过程要注意树和编码问题,其中树的问题在上面已经解决,主要看编码的问题,就是根据我们输入的字符串和权值建立相应的树模型,这一步完成那编码就已经完成了,最后打印就行了;然后就是解码,完成编码相应的解码就相对简单了,就是先找到在编码的时候建的那个模型树,将编码中的二进制串再根据权值转换为相应的字符串,这样一步步解码就行了。

以上就是通过用哈夫曼树进行哈夫曼编码与解码如何实现的主要设计思想。

二、算法流程图(一)哈夫曼树的流程图不是图1哈夫曼树的流程图(二)编码的流程图(三)解码的流程图哈夫曼编码与解码的实现- 3 -否三、源代码下面给出的是用中缀转后缀算法实现的程序的源代码:#include "stdio.h" #include "string.h" #define MAX 100/*定义常量*/struct HaffNode {int weight;/*权值*/ int parent;/*双亲结点下标*/char ch; int lchild; int rchild;}*myHaffTree; /*构造哈夫曼树*/struct Coding {char bit[MAX];/*定义数组*/char ch; int weight;/*字符的权值*/}*myHaffCode;/*定义结构体*/void Haffman(int n)/*定义哈夫曼函数*/{int i,j,x1,x2,s1,s2;for (i=n+1;i<=2*n-1;i++) /*树的初始化*/{s1=s2=10000;x1=x2=0;for (j=1;j<=i-1;j++) /*构造哈夫曼树的非叶子结点*/{if(myHaffTree[j].parent==0&&myHaffTree[j].weight<s1) /*分配左右结点*/ {s2=s1;x2=x1;s1=myHaffTree[j].weight;x1=j;}else if(myHaffTree[j].parent==0&&myHaffTree[j].weight<s2){s2=myHaffTree[j].weight;x2=j;}}myHaffTree[x1].parent=i;myHaffTree[x2].parent=i;myHaffTree[i].weight=s1+s2; /*左右子组合为新树*/myHaffTree[i].lchild=x1;myHaffTree[i].rchild=x2;}}void HaffmanCode(int n) /*构造n个结点哈夫曼编码*/{int start,c,f,i,j,k;char *cd;cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));myHaffCode=(struct Coding *)malloc((n+1)*sizeof(struct Coding));cd[n-1]='\0';for(i=1;i<=n;++i) /*n个叶子结点的哈夫曼编码*/{start=n-1;for(c=i,f=myHaffTree[i].parent;f!=0;c=f,f=myHaffTree[f].parent)if(myHaffTree[f].lchild==c) cd[--start]='0';else cd[--start]='1';for(j=start,k=0;j<n;j++){myHaffCode[i].bit[k]=cd[j];k++;}myHaffCode[i].ch=myHaffTree[i].ch; /*取编码对应的权值*/ myHaffCode[i].weight=myHaffTree[i].weight;}哈夫曼编码与解码的实现free(cd);}Init() /*定义有返回值的函数*/ {int i,n,m;printf("please input the number of words:");scanf("%d",&n);m=2*n-1;myHaffTree=(struct HaffNode *)malloc(sizeof(struct HaffNode)*(m+1));for(i=1;i<=n;i++){printf("please input the word and the equal:");scanf("%s%d",&myHaffTree[i].ch,&myHaffTree[i].weight);myHaffTree[i].parent=0;myHaffTree[i].lchild=0;myHaffTree[i].rchild=0;}for(i=n+1;i<=m;i++){myHaffTree[i].ch ='#';myHaffTree[i].lchild=0;myHaffTree[i].parent=0;myHaffTree[i].rchild=0;myHaffTree[i].weight=0;}Haffman(n);HaffmanCode(n);for(i=1;i<=n;i++){printf("%c %d",myHaffCode[i].ch,myHaffCode[i].weight);printf("\n");}printf("init success!\n");return n;}void Caozuo_C(int m) /* 编码函数*/{int n,i,j;char string[50],*p;printf("please input the words:");scanf("%s",string);n=strlen(string); /*计算字符串长度*/for(i=1,p=string;i<=n;i++,p++) /*进行编码*/- 5 -{for(j=1;j<=m;j++)if(myHaffCode[j].ch==*p)printf("%s\n",myHaffCode[j].bit);}}void Caozuo_D(int n) /*解码函数*/{int i,c;char code[1000],*p;printf("please input the coding:"); /*输入二进制编码*/ scanf("%s",code);for(p=code,c=2*n-1;*p!='\0';p++) /*进行解码*/{if(*p=='0') /*结束条件*/ {c=myHaffTree[c].lchild; /*赋值*/if(myHaffTree[c].lchild==0) /* 扫描*/{printf("%c",myHaffTree[c].ch);c=2*n-1;continue; /*结束*/}}else if(*p=='1'){c=myHaffTree[c].rchild;if(myHaffTree[c].lchild==0){printf("%c",myHaffTree[c].ch);c=2*n-1; /*赋值*/continue;}}}printf("\n");}void main(){int n;char char1; /*定义字符*/n=Init(); /*函数的调用*/哈夫曼编码与解码的实现printf("A.coding B.codeprinting C.exit\nplease input the process:\n");while(1){scanf("%c",&char1);if(char1=='c') /*判断字符*/break;switch(char1){case'A':Caozuo_C(n);break; /*执行编码操作*/case'B':Caozuo_D(n);break; /*执行解码操作*/case'C':;break;}}}四、运行结果(一)中缀转后缀算法的运行结果:- 7 -五、遇到的问题及解决这部分我主要遇到了如下三个问题,其内容与解决方法如下所列:问题1:刚开始不知道如何建一个好树,因为我开始试着建了几个二叉树,不知道什么原因运行的时候那编码总是不对,跟在草稿纸上自己画的那个二叉树总是不相符,就找原因。

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《数据结构与算法》课程设计(2009/2010学年第二学期第20周)指导教师:王老师班级:计算机科学与技术(3)班学号:姓名:《数据结构与算法》课程设计目录一、前言1.摘要2.《数据结构与算法》课程设计任务书二、实验目的三、题目--赫夫曼编码/译码器1.问题描述2.基本要求3.测试要求4.实现提示四、需求分析--具体要求五、概要设计六、程序说明七、详细设计八、实验心得与体会前言1.摘要随着计算机的普遍应用与日益发展,其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。

算法与数据结构的学习就是为以后利用计算机资源高效地开发非数值处理的计算机程序打下坚实的理论、方法和技术基础。

算法与数据结构旨在分析研究计算机加工的数据对象的特性,以便选择适当的数据结构和存储结构,从而使建立在其上的解决问题的算法达到最优。

数据结构是在整个计算机科学与技术领域上广泛被使用的术语。

它用来反映一个数据的内部构成,即一个数据由那些成分数据构成,以什么方式构成,呈什么结构。

数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。

逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系,而物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的存储安排。

数据结构是数据存在的形式。

《数据结构》主要介绍一些最常用的数据结构,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。

数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程,它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础,广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。

学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。

通过课程设计可以提高学生的思维能力,促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。

2.《数据结构与算法》课程设计任务书《数据结构与算法》是计算机专业重要的核心课程之一,在计算机专业的学习过程中占有非常重要的地位。

《数据结构与算法课程设计》就是要运用本课程以及到目前为止的有关课程中的知识和技术来解决实际问题。

特别是面临非数值计算类型的应用问题时,需要选择适当的数据结构,设计出满足一定时间和空间限制的有效算法。

本课程设计要求同学独立完成一个较为完整的应用需求分析。

并在设计和编写具有一定规模程序的过程中,深化对《数据结构与算法》课程中基本概念、理论和方法的理解;训练综合运用所学知识处理实际问题的能力,强化面向对象的程序设计理念;使自己的程序设计与调试水平有一个明显的提高。

二、实验目的数据结构作为一门学科主要研究数据的各种逻辑结构和存储结构,以及对数据的各种操作。

因此,主要有三个方面的内容:数据的逻辑结构;数据的物理存储结构;对数据的操作(或算法)。

通常,算法的设计取决于数据的逻辑结构,算法的实现取决于数据的物理存储结构。

数据结构是信息的一种组织方式,其目的是为了提高算法的效率,它通常与一组算法的集合相对应,通过这组算法集合可以对数据结构中的数据进行某种操作。

在当今信息时代,信息技术己成为当代知识经济的核心技术。

我们时刻都在和数据打交道。

比如人们在外出工作时找最短路径,在银行查询存款、通过互联网查新闻、以及远程教育报名等,所有这些都在与数据发生关系。

实际上,现实世界中的实体经过抽象以后,就可以成为计算机上所处理的数据。

数据结构课程主要是研究非数值计算的程序设计问题中所出现的计算机操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。

数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程,它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础,广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。

学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。

通过课程设计可以提高学生的思维能力,促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。

通过此次课程设计主要达到以下目的:♦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;♦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;♦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。

三、题目--赫夫曼编码/译码器1. 问题描述利用赫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。

这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码,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编写一个赫夫曼码的编/译码系统。

2.基本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,建立赫夫曼树,并将它存于文件hfmTree中。

(2) E:编码(Encoding)。

利用已建好的赫夫曼树(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)。

利用已建好的赫夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码,结果存入文件Textfile中。

以下为选做:(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:印赫夫曼树(Tree printing)。

将已在内存中的赫夫曼树以直观的方式(比如树)显示在终端上,同时将此字符形式的赫夫曼树写入文件TreePrint 中。

3.测试要求(1) 已知某系统在通信联络中只可能出现八种字符,其频率分别为0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11,试设计赫夫曼编码。

(2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAME IS MY FA VORITE”。

4.实现提示(1) 编码结果以文本方式存储在文件Codefile中。

(2) 用户界面可以设计为“菜单”方式:显示上述功能符号,再加上“Q”,表示退出运行Quit。

请用户键入一个选择功能符。

此功能执行完毕后再显示此菜单,直至某次用户选择了“Q”为止。

(3) 在程序的一次执行过程中,第一次执行I,D或C命令之后,赫夫曼树已经在内存了,不必再读入。

每次执行中不一定执行I命令,因为文件hfmTree可能早已建好。

四、具体要求:课程设计成果的内容必须由以下四个部分组成,缺一不可。

(1) 上交源程序:学生按照实验题目的具体要求所开发的所有源程序(应该放到一个文件夹中);(2) 上交程序的说明文件:(保存在.txt中)在说明文档中应该写明上交程序所在的目录,上交程序的主程序文件名,如果需要安装,要有程序的安装使用说明;(3) 设计报告:(保存在word 文档中,文件名要求:按照“姓名_学号_设计题目”起名,如文件名为“张三_XXX_赫夫曼编码”.doc。

打印稿用A4纸)。

其中包括:♦题目;♦实验目的;♦需求分析:在该部分中叙述实现的功能要求;♦概要设计:在此说明每个部分的算法设计说明(可以是描述算法的流程图),每个程序中使用的存储结构设计说明(如果指定存储结构请写出该存储结构的定义);♦详细设计各个算法实现的源程序,对每个题目要有相应的源程序(可以是一组源程序,每个功能模块采用不同的函数实现)。

源程序要按照写程序的规则来编写。

要结构清晰,重点函数的重点变量、重点功能部分要加上清晰的程序注释;♦调试分析测试数据,测试输出的结果,时间复杂度分析,和每个模块设计和调试时存在问题的思考(问题是哪些?问题如何解决?),算法的改进设想;♦总结:总结可以包括 : 设计过程的收获、遇到问题及解决问题过程的思考、程序调试能力的思考、对数据结构这门课程的思考、在设计过程中对《数据结构》课程的认识等内容。

(4)考核成绩评定标准:本课程设计的评价由三部分组成,包括程序演示(50%),课程设计报告(30%),回答教师提问(20%)。

1.程序演示:➢优功能完善,全部测试正确,并且能够对局部进行完善。

➢良功能完善,但测试欠缺。

➢中功能基本完善,但程序尚有部分错误。

➢及格完成内存中赫夫曼编码/译码,但不涉及文件操作。

➢不及格功能不完善,且程序错误较多,无法运行。

2.课程设计报告:1.优包括设计内容,设计思想,已经完成的任务及达到的目标,设计思路清晰、书写条理清楚,源程序结构合理、清晰,注释说明完整,有对本次课程设计的心得体会。

2.良包括设计内容,设计思想,已经完成的任务及达到的目标,设计思路基本清晰、书写条理基本清楚,源程序结构合理、清晰,注释说明基本完整,有对本次课程设计的心得体会。

3.中课程设计报告内容基本完整,思路较清晰,书写基本清楚,源程序结构尚可,有注释说明但不完整。

4.及格课程设计报告内容基本完整,思路较差,书写尚清楚。

5.不及格课程设计报告内容不完整,书写没有条理。

3.回答教师提问:1.优能回答教师提出的所有问题,并完全正确,思路清晰2.良基本能回答教师提出的所有问题,有些小错误3.中基本能回答教师提出的问题,少数问题回答错误或不清楚4.及格能回答教师提出的问题,但较多问题回答错误或不能回答5.不及格基本不能回答教师提出的问题四、概要设计1)问题分析哈夫曼树的定义1.哈夫曼树节点的数据类型定义为:typedef struct{ //赫夫曼树的结构体char ch;int weight; //权值int parent,lchild,rchild;}htnode,*hfmtree;2)所实现的功能函数如下1、void hfmcoding(hfmtree &HT,hfmcode &HC,int n)初始化哈夫曼树,处理InputHuffman(Huffman Hfm)函数得到的数据,按照哈夫曼规则建立2叉树。

此函数块调用了Select()函数。

2、void Select(hfmtree &HT,int a,int *p1,int *p2) //Select函数,选出HT树到a为止,权值最小且parent为0的2个节点2、int main()主函数:利用已建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件hfmtree.txt中读入)对文件中的正文进行编码,然后将结果存入文件code中。

如果正文中没有要编码的字符,则键盘读入并存储到ToBeTran文件中。

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