C语言哈夫曼编码课程设计开题报告

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哈夫曼编码设计报告

哈夫曼编码设计报告

哈夫曼编码综合设计报告LD摘要 (I)Abstract (II)第一章课题背景 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题内容 (1)第二章设计简介及设计方案论述 (2)2.1 设计简介 (2)2.2 问题分析 (2)2.3 设计方案 (3)第三章详细设计 (4)3.1 主要流程图 (4)3.2 主要类及函数介绍 (7)第四章设计结果及分析 (8)4.1 设计结果 (8)总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录主要程序代码 (14)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。

建立在数据结构的基础上,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。

综合设计的任务是:设计一个哈夫曼编码/译码系统,使学生掌握哈夫曼编码的特点、存储方法和基本原理,培养学生利用C++语言编写程序以及调试程序的能力,运用数据结构知识解决实际问题的能力,为后续计算机专业课程的学习打下坚实的基础。

程序设计是为了锻炼我们的实际动手能力,在一定程度上,又增加了我们的各方面的知识,特别是一些联系实际的课程设计,它的完成需要自己平时积累的大量知识、并且需要勤于思考的能力和无限的激情。

本次课设主要是学习程序设计的方法,进行程序设计的基本训练,巩固基础知识,通过思考,和大量的阅读,来构造一个完整的程序。

关键词:数据结构;哈夫曼编码/译码;程序设计AbstractData structure as a major research subject of various logical structure of data and storage structure, and various operations on the data.Therefore, there are three main aspects: the logical structure of data; the data of the physical storage structure; operations on data (or algorithm).Typically, the algorithm design depends on the logical data structure, algorithm implementation depends on the data of the physical storage structure.A data structure of information organization, its purpose is to improve the efficiency of the algorithm, it is usually set with a set of algorithms corresponding to this set of algorithms through the collection of data structures can be some kind of data operation.Established on the basis of the data structure, the use of Huffman coding can greatly improve the communication channel utilization, reduce transmission time information, reducing transmission costs.Integrated design of the task: design a Huffman encoding / decoding system that allows students to master the characteristics of Huffman coding, storage methods and basic principles, students write programs using C language and ability to debug programs using the data structure of knowledgethe ability to solve practical problems for the computer professional courses of study follow-up and lay a solid foundation.Program design is to exercise our practical ability, to a certain extent, but also increase our knowledge of all aspects, especially in some of the curriculum with practice, it needs to complete a large number of accumulated knowledge of their usual and need to be diligentability to think and passion.The main lesson is to learn programming based methods, the basic training program designed to consolidate basic knowledge, through thinking, and a lot of reading, to construct a complete program.Keywords:Data structure; Huffman encoding / decoding; Programming第一章课题背景1.1课题背景《数据结构》在计算机科学中是一门核心专业基础课,在整个计算机课程体系中处于承上启下的核心地位,它一方面扩展和深化在离散数学、程序设计语言等课程学到的基本技术和方法,一方面为进一步学习其它专业课奠定坚实的理论与实践基础。

哈夫曼编码译码系统课程设计实验报告(含源代码C++_C语言)

哈夫曼编码译码系统课程设计实验报告(含源代码C++_C语言)

目录摘要 (II)Abstract (II)第一章课题描述 (1)1.1 问题描述 (1)1.2 需求分析…………………………………………………..……………………………11.3 程序设计目标……………………………………………………………………………第二章设计简介及设计方案论述 (2)2.1 设计简介 (2)2.2 设计方案论述 (2)2.3 概要设计 (2)第三章详细设计 (4)3.1 哈夫曼树 (4)3.2哈夫曼算法 (4)3.2.1基本思想 (4)3.2.2存储结构 (4)3.3 哈夫曼编码 (5)3.4 文件I/O 流 (6)3.4.1 文件流 (6)3.4.2 文件的打开与关闭 (7)3.4.3 文件的读写 (7)3..5 C语言文件处理方式……………………………………………………………………第四章设计结果及分析 (8)4.1 设计系统功能 (8)4.2 进行系统测试 (8)总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录主要程序代码 (16)摘要在这个信息高速发展的时代,每时每刻都在进行着大量信息的传递,到处都离不开信息,它贯穿在人们日常的生活生产之中,对人们的影响日趋扩大,而利用哈夫曼编码进行通信则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。

在生产中则可以更大可能的降低成本从而获得更大的利润,这也是信息时代发展的趋势所在。

本课程设计的目的是使学生学会分析待加工处理数据的特性,以便选择适当的逻辑结构、存储结构以及进行相应的算法设计。

学生在学习数据结构和算法设计的同时,培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力和创造性的思维方法,增强分析问题和解决问题的能力。

此次设计的哈夫曼编码译码系统,实现对给定报文的编码和译码,并且任意输入报文可以实现频数的统计,建立哈夫曼树以及编码译码的功能。

这是一个拥有完备功能的系统程序,对将所学到的知识运用到实践中,具有很好的学习和研究价值.关键词:信息;通讯;编码;译码;程序AbstractThis is a date that information speeding highly development and transmitinformation every time, everywhere cannot leave the information, it passes through during the people daily life production, the influence expands day by day to the people, but codes using Huffman carries on the correspondence to be possible to raise the channel use factor greatly, reduces the intelligence transmission time, reduces the transmission cost. May greatly possible reduce the cost in the production, thus obtains a bigger profit, this is also the information age development tendency is. This curriculum project's goal is makes the student academic society to analyze treats the processing data the characteristic, with the aim of choosing the suitable logical organization, the memory structure as well as carries on the corresponding algorithm design. The student during the study construction of data and algorithm design’s raises student's abstract thinking ability, logic reasoning ability and the creative thought method, the enhancement analysis question and solves the question ability. This design's Huffman codes the code recognition system, realizes to assigns the text the code and the decoding, and the arbitrary input text may realize the frequency statistics, establishes the Huffman tree as well as the code decoding function. This is one has the complete function system program, to the knowledge which will learn utilizes in the practice, has the very good study and the research value.Keywords:Information; Communication; Coding; Decoding; Procedure第一章课题描述1.1问题描述利用哈夫曼编码进行通信,可以压缩通信的数据量,提高传输效率,缩短信息的传输时间,还有一定的保密性。

数据结构课设报告 哈夫曼编译器 C语言 源码

数据结构课设报告 哈夫曼编译器 C语言 源码

中南大学数据结构课程设计报告题目哈夫曼编译器学生姓名孙毅指导教师杨希学院信息科学与工程学院专业班级信息安全1401班二○一六年十一月1 / 23目录一、课程设计目的数据结构是计算机专业的核心课程,是计算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础,实践性强,课程设计是加强学生实践能力的一个重要手段。

课程设计要求学生在完成程序设计的同时能够写出规范的设计报告,培养学生分析问题、解决问题,提高学生软件设计能力。

二、课程设计的内容哈夫曼编译器2.1、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。

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。

对于双向传输信息的信道,每端都需要一个完整的编译码系统。

为这样的信息收发站编写哈夫曼编译系统。

2.2、基本要求(1)从键盘读入字符集大小n , 以及n个字符和权值,建立哈夫曼树。

(2)利用已建好的哈夫曼树对文件正文进行编码,将结果存入相关文件中。

(3)利用已建好的哈夫曼树将编码文件中的代码进行译码,结果存入文件中。

(4)输出代码文件,以紧凑格式显示。

(5)以直观的方式输出哈夫曼树,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件中。

三、问题描述,解决的方法3.1从键盘读入字符集大小n , 以及n个字符和权值,建立哈夫曼树。

a.首先设计一个结构体,成员有权值、左右儿子、以及字符本身,再设计一个输入函数,函数中要求输入字符集大小n,以及这n个字符和他们各自对应的权值。

b.再根据以上的各种输入结合建立哈夫曼树的思想原理建立起哈夫曼树,设计的函数包括有两个,一个是选中最小权值的两棵树,另一个是创建哈夫曼树。

3.2利用已建好的哈夫曼树对文件正文进行编码,将结果存入相关文件中。

a.第一步是要求用户输入待编码文件的路径,再根据路径读取待编码文件里的内容,再利用哈夫曼树将内容编码。

b.将编码的结果存入文件中,文件起名为编码结果.txt,这个工作已经在编码路径的同时并完成了。

哈夫曼树课程设计报告c语言

哈夫曼树课程设计报告c语言

哈夫曼树课程设计报告c语言哈夫曼树是广泛应用于数据压缩和编码的一种数据结构。

在计算机科学中,哈夫曼编码是一种无损的压缩算法,它基于使用较少的位数来表示频繁出现的字符,从而达到节省空间的目的。

本篇文章将围绕哈夫曼树的课程设计报告进行阐述,帮助读者更加深入地理解和应用哈夫曼树。

首先,我们需要了解哈夫曼树的基本概念和算法。

哈夫曼树是一种二叉树,它的每个节点都表示一个字符和它出现的频率。

哈夫曼树的算法主要是通过构建最小权重树来实现,即将输入的字符按照出现的频率进行排序,然后选择出现频率最小的两个字符,将它们合并成一个节点。

这个新节点的权重就是两个字符的权重之和。

继续将这个新节点与下一个最小频率字符继续合并,直到所有字符合并成一个节点。

最终形成的二叉树就是哈夫曼树。

接下来,我们需要学习如何在C语言中实现哈夫曼树。

在实现过程中,我们需要定义一个结构体来表示哈夫曼树节点。

这个结构体包含两个成员:字符和出现的频率。

同时,我们需要定义一个优先队列来存储字符节点和它们的权重。

在优先队列中,我们需要实现一些基本操作,比如插入、删除和取出队首元素等等。

通过这些操作,我们就可以按照字符频率构建出哈夫曼树。

最后,我们需要实现哈夫曼编码的功能。

在哈夫曼编码中,我们需要定义一个数组来存储每个字符的编码。

这个数组的索引是字符的ASCII码,它的值是该字符的哈夫曼编码。

在对输入字符串进行编码时,我们从哈夫曼树的根节点开始,按照左右子树的方向进行编码。

当遇到叶子节点时,我们就将编码添加到输出字符串中。

最终,我们就可以完成对字符串的压缩和解压。

综上所述,哈夫曼树是一种非常有用的数据结构,它在数据压缩和加密领域都有广泛的应用。

通过本篇文章的介绍,希望读者们能够更加深入地理解哈夫曼树的基本概念和实现方法。

在学习过程中,读者们也可以尝试自己动手实现哈夫曼树,并应用到实际的项目中,提高自己的编程能力。

哈夫曼树的课程设计报告

哈夫曼树的课程设计报告

数据结构与算法课程设计报告书题目:哈夫曼编码/译码器班级:学号:1109121105姓名:田欢指导教师:龚丹周期:2011-12-19至2011-12-23成绩:年月日一、课程设计的目的与要求(一)课程设计目的与任务(参考已发文档自行编辑,但不少于100字)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。

利用哈夫曼树编码问题基本原理的应用,撑握对树的不同存储结构的定义和算法描述。

学会构造哈夫曼树和哈夫曼编码等主要算法。

(二)题目要求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) 分别采用动态和静态存储结构3) 初始化:键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值,建立哈夫曼树;4) 编码:利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码;5) 输出编码;6) 设字符集及频度如下表:字符空格A B C D E F G H I J K L M频度186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20字符N O P Q R S T U V W X Y Z频度57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1二、设计正文1 系统分析(1)定义一个变量名为HTNode的结构体,用该结构体中的char data、int weight、int parent、int lchild、int rchild分别表示哈夫曼树中每个结点的权值、权重、双亲结点、左孩子、右孩子,再定义一个HTNode类型的数组ht[30]存放哈夫曼树;另外定义一个变量名为HCode的结构体,采用HCode类型变量的cd[start]~cd[n]存放当前结点的哈夫曼编码、最后定义一个HCode类型的数组hcd[30]的数组用于存放当前叶子结点ht[i]的哈夫曼编码。

(2)编写CodeInput(n,ht)函数并在函数中设置一个for(i=0;n;++)循环,首先输入n个字符,再利用函数中的for(i=0;<n;++)循环实现对这n个字符的权值的输入。

哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)

哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)

XXX学院本科数据结构课程设计总结报告设计题目:实验一、哈夫曼编/译码器学生姓名:XXX系别:XXX专业:XXX班级:XXX学号:XXX指导教师:XXX XXX2012年6 月21日xxx学院课程设计任务书题目一、赫夫曼编译码器专业、班级xxx学号xxx 姓名xxx主要内容、基本要求、主要参考资料等:1. 主要内容利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。

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(既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写一个哈夫曼的编/译码系统。

2. 基本要求系统应具有以下功能:(1)C:编码(Coding)。

对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中,将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree中(2)D:解码(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textfile中。

(3)P:打印代码文件(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codeprint中。

(4)T:打印哈夫曼树(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。

3. 参考资料:数据结构(C语言版)严蔚敏、吴伟民编著;数据结构标准教程胡超、闫宝玉编著完成期限:2012年6月21 日指导教师签名:课程负责人签名:2012年 6月 21 日一、设计题目(任选其一)实验一、哈夫曼编/译码器二、实验目的1巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力;2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解;3 巩固构造赫夫曼树的算法;4 设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。

课程设计报告哈夫曼编码

课程设计报告哈夫曼编码

课程设计题目哈夫曼编码学院计算机科学与技术专计算机科学与技术业班级姓名指导教师20 0 010 年7 月2 日课程设计任务书学生姓名:拉巴珠久专业班级:计算机0806指导教师:姚寒冰工作单位:计算机科学系题目:哈夫曼编码初始条件:输入一段英文字符,试为该文中的每个字符编制相应的哈夫曼码。

(1) 1:初始化(Initialization )。

对输入的一段央文中的每个字符统计其权值,建立哈夫曼树;(2) E:编码(Encoding )。

利用已建好的哈夫曼树,对每个字符进行编码。

(3) D:译码(Decoding )。

利用已建好的每个编码,对输入的一个由0、1组成的序列进行译码;(4) P:印代码文件(Print )。

将每个字符编的哈夫曼码和译码结果显示在终端上。

测试用例见题集p149。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印(书写),并应包含如下内容:1、问题描述简述题目要解决的问题是什么。

2、设计存储结构设计、主要算法设计(用类C语言或用框图描述)、测试用例设计;3、调试报告调试过程中遇到的问题是如何解决的;对设计和编码的讨论和分析。

4、经验和体会(包括对算法改进的设想)5、附源程序清单和运行结果。

源程序要加注释。

如果题目规定了测试数据,则运行结果要包含这些测试数据和运行输出,6、设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝;若有雷同,则所有雷同者成绩均为0分。

时间安排:1、第18周(6月28日至7月2日)完成。

2、7月2日08 : 30到计算中心检查程序、交课程设计报告、源程序( CD盘)。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1设计题目 (1)2问题描述 (1)3.1数据结构设计 (1)3.2主要算法设计 (3)3.3测试用例设计 (6)4调试报告 (7)5结束语 (7)六、课程设计参考资料 (8)附录 (9)F1源代码 (9)F2运行结果 (16)哈夫曼编码1设计题目哈夫曼编码2问题描述输入一段英文字符,试为该文中的每个字符编制相应的哈夫曼码。

(完整word版)Huffman编码报告

(完整word版)Huffman编码报告

《数据结构》课程设计上机实习报告课设题目Huffman编码和解码班级学生姓名学号指导教师时间2015.12—2015。

1一、设计目的1.进一步熟悉C语言开发环境,熟悉用C语言完成一个应用程序的设计过程,掌握有关编辑、调试和整合程序的方法和技巧.2.通过此设计,了解《数据结构》课程中霍夫曼编码的的有关内容,明确其操作,熟悉其设计,同时学习到有关位向量的内容,对文件掌握加深二、设计内容Huffman编码与解码(必做)(Huffman编码、二叉树)[问题描述]对一篇英文文章(大于2000个英文字符),统计各字符出现的次数,实现Huffman编码,以及对编码结果的解码.[基本要求](1) 输出每个字符出现的次数和编码,其中求最小权值要求用堆实现。

(2) 在Huffman编码后,要将编码表和英文文章编码结果保存到文件中,编码结果必须是二进制形式,即0 1的信息用比特位表示,不能用字符’0’和'1’表示.(3) 提供读编码文件生成原文件的功能。

三、数据结构说明在该程序中我仅仅使用了两个结构体来完成编码,用位域来实现bite流存储:const int MAXSIZE=300;//定义一次分配的Huffman储存单词最大量为500const int OVERFLOW = 0;const int ERROR = 0;const int LineCountNum=500;typedef struct WordCount{char Word;//存放字符int freq;int parent , lchild ,rchild;//存放亲子节点位置int place;//用来保存第一次堆排序后,建立霍夫曼表前的相对位置char *HuffmanCode;//存放霍夫曼编码}WordCount , *WC;//存放单词结点的结构体typedef struct HuffmanTree{WC w;int Number;//存储有多少数据存入}HuffmanTree ,*HTree;typedef struct{unsigned int a:1;}bite;//设置位段,存储一个bite//**************操作函数声明***********void InitHuffmanTree(HTree &H);//初始化霍夫曼树void HeapSort(WC &W ,int Number , int choice);//堆排序核心函数void HeapAdjust(WC &W , int down , int up , int choice);//堆排序调整函数,实现两种排序void HuffmanCoding(HTree &H ,WC &HT);//求霍夫曼树和霍夫曼编码表void ShowHuffmanTree(HTree H);//输出霍夫曼树void Select(WC &W , int i ,int &s1 , int &s2);//选择1-i—1之间最小的两个数,且parent 为0,用s1,s2返回void GetTheDeCode(HTree H);//将编码结果写入函数void PutTheDeCode(FILE *fp1 ,FILE *fp2);//将编码结果解码得到文章void CountTheWord(HTree &H , FILE *fp);//记录单词权值void ShowTheEassy(FILE *wp);//展示文章四、详细设计1.首先我给出了编码和解码的菜单供其选择2.在编码功能中,我先通过CountTheWord()函数进行单词权值记录,然后进入编码功能,值得一提的是,编码时我给堆排序设计了两种排序形式—-对权值的排序和对位置的排序,以达到选择两个最小的权值结点的最优时间复杂度的目的,此功能通过switch实现,但要给编码结构体中放置一个place空间,这也从侧面反映了时间和空间矛盾的地方(值得一提的是,有些编码并不可见且有特殊含义,如换行符,所以将字符放入文件中时,并不对其进行处理,读出是进行顺序读出)3.编码结束后将编码结果,对应字符分别存放在文件中,然后对整篇文章进行编码4.解码时依据霍夫曼编码的唯一性进行比较求解,遇到同样的字符即返回对应的字母并写入解码文件中五、调试与测试(测试数据:献给艾米莉的玫瑰)1.首先打开文件进行字符权值统计并输出结果(有些符号不可见,所以无法显示)2.然后对其进行堆排序3.输出编码表,及其对应亲子关系(#号代表为父结点)4.输出编码结果(可以轻易看出编码具备唯一性)5.将编码写入文件,一下显示文件部分内容位域存储的bite编码文档编码对应的字符顺序存储(可以看到因为换行符的存在,自动换行了)6.解码(将文章在命令行显示,也写入了翻译文档(以doc格式保存))六、课程设计总结本次程序设计过程中遇到过许多大大小小的问题,也在设计思路上遇到过难题,但都在各方面的努力下得到了解决。

哈夫曼树编码课程设计实验报告

哈夫曼树编码课程设计实验报告

四、综合设计(课程设计)摘要:在这次课程设计中,所进行的实验是:哈夫曼编码和编译器。

对哈夫曼树进行建立,由节点的权值建立最小二叉树,哈夫曼树haftree,并由所建立的哈夫曼树进行编码,求出各个节点的编码。

在由所求的哈夫曼树,输入一段二进制电文,能够输出那所建立的哈夫曼树中的节点。

建立的haftree用图形化表示出来。

在整个代码实现中,窗体的实现,功能的完善,哈夫曼树的建立,哈夫曼树的编码,遇到了许多难题,haftree对象数组的分配空间,节点的属性等都比较困难。

在整个过程中,用的是C#语言,包的应用,字符串数组的空间分配,在计算每个字符的权值时,用的是sizeOf()检索整个字符串,计算字符的权值,建立字符出现频度的表格,根据表格中每个字符频度建立起哈夫曼树。

从根节点出发检索每个节点的左右孩子,如果是左孩子遍历左边,路径为0,然后左孩子为根节点;如果是右孩子,遍历右孩子,路径为1,然后右孩子为根节点。

在重新上述方法,直到所有的节点都遍历完,每个节点的编码就确定后输出来。

在译码过程中,由所输入的二进制电文,根据所建立的哈夫曼树,如果是0走左边,如果是1,走右边,直到节点的左右孩子为空时,输出给节点的信息,在回到根节点重新遍历后面的二进制电文,直到所有电文都遍历完为止,输出所有从电文中译码出来的信息。

关键词:编译器;频度;译码五、综合设计(课程设计)Abstract:In this design, the experiment was : Huffman coding and compiler. The Huffman tree to establish, by the node weights to establish a minimum of two fork tree, Huffman tree haftree, and by the Huffman tree coding, and every node coding. By the Huffman tree, enter a binary message, can output the set up by the Huffman tree nodes. Establishment of haftree graphical representation. In the implementation of the code, the realization form, function perfect, Huffman tree is established, Huffman coding tree, encountered a lot of problems, an array of haftree objects allocated space, node attributes are difficult. Throughout the process, using the C# language, the application package, an array of strings in the spatial distribution, calculated for each weight of characters, using sizeOf to retrieve the entire string, calculating the weight of characters, establish character appearance frequency of form, form the basis of each character frequency established Huffman tree. Starting from the root node to retrieve each node around children, if children left traverse left, path 0, then left the child as the root node; if it is right child, traversing the right path for children, 1 children for the root node, then the right. In the new method described above, until all of the node traversal finished, each node is determined after the output coding.In the decoding process, by the input binary message, according to the established Huffman tree, if it is 0 the left, if it is 1, go right, until the left and right child node is empty, the output to the node information, in the back of the root node to traverse behind a binary message, until all message traversal finished so far, the output from all the message decoding of information.Keywords:compiler;frequency;decoding目录摘要 ................................................................................. 错误!未定义书签。

哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)

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XXX学院本科数据结构课程设计总结报告设计题目:实验一、哈夫曼编/译码器学生:XXX系别:XXX专业:XXX班级:XXX学号:XXX指导教师:XXX XXX2012年6 月21日xxx学院课程设计任务书题目一、赫夫曼编译码器专业、班级xxx学号xxx xxx主要容、基本要求、主要参考资料等:1. 主要容利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。

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(既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写一个哈夫曼的编/译码系统。

2. 基本要求系统应具有以下功能:(1)C:编码(Coding)。

对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中,将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree中(2)D:解码(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textfile中。

(3)P:打印代码文件(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codeprint中。

(4)T:打印哈夫曼树(Tree Printing)。

将已在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。

3. 参考资料:数据结构(C语言版)严蔚敏、吴伟民编著;数据结构标准教程胡超、闫宝玉编著完成期限:2012年6月21 日指导教师签名:课程负责人签名:2012年 6月 21 日一、设计题目(任选其一)实验一、哈夫曼编/译码器二、实验目的1巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力;2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解;3 巩固构造赫夫曼树的算法;4 设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。

哈夫曼编译码器课程设计报告完整版

哈夫曼编译码器课程设计报告完整版

哈夫曼编译码器课程设计报告完整版XXX学院本科数据结构课程设计总结报告设计题目:实验一、哈夫曼编/译码器学生姓名:XXX系别:XXX专业:XXX班级:XXX学号:XXX指导教师:XXX XXX6 月 21日xxx学院课程设计任务书题目一、赫夫曼编译码器专业、班级 xxx学号 xxx 姓名 xxx主要内容、基本要求、主要参考资料等:1. 主要内容利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。

要求在发送端经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(既能够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写一个哈夫曼的编/译码系统。

2. 基本要求系统应具有以下功能:(1)C:编码(Coding)。

对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中,将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree中(2)D:解码(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textfile中。

(3)P:打印代码文件(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codeprint中。

(4)T:打印哈夫曼树(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。

3. 参考资料:数据结构(C语言版)严蔚敏、吴伟民编著;数据结构标准教程胡超、闫宝玉编著完成期限: 6月21 日指导教师签名:课程负责人签名:6月 21 日一、设计题目(任选其一)实验一、哈夫曼编/译码器二、实验目的1巩固和加深对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力;2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解;3 巩固构造赫夫曼树的算法;4 设计试验用程序实验赫夫曼树的构造。

数据结构_课程设计报告(哈夫曼编码)

数据结构_课程设计报告(哈夫曼编码)

(原创)数据结构课程设计报告学院:计算机科学与工程专业:计算机科学与技术班级:09级班学号:姓名:指导老师:时间: 2010年12月一、课程设计题目:1、哈夫曼编码的实现2、城市辖区地铁线路设计3、综合排序算法的比较二、小组成员:三、题目要求:1.哈夫曼编码的实现(1)打开若干篇英文文章,统计该文章中每个字符出现的次数,进一步统一各字符出现的概率。

(2)针对上述统计结果,对各字符实现哈夫曼编码(3)对任意文章,用哈夫曼编码对其进行编码(4)对任意文章,对收到的电文进行解码2.某城市要在其各个辖区之间修建地铁来加快经济发展,但由于建设地铁的费用昂贵,因此需要合理安排地铁的建设路线。

(1)从包含各辖区的地图文件中读取辖区的名称和各辖区的直接距离(2)根据上述读入的信息,给出一种铺设地铁线路的解决方案。

使乘客可以沿地铁到达各个辖区,并使总的建设费用最小。

(3)输出应该建设的地铁路线及所需要建设的总里程信息。

3.综合排序算法的比较各种内部排序算法的时间复杂度分析结果只给出了算法执行时间的阶,或大概的执行时间。

试通过随机的数据比较各算法的关键字比较次数和关键字移动的次数。

(1)对以下各种常用的内部排序算法进行比较:直接插入排序,折半插入排序,二路归并排序,希尔排序,冒泡排序,快速排序,简单选择排序,堆排序,归并排序,基数排序。

(2)待排序的表长不少于100,要求采用随机数。

(3)至少要用5组不同的输入数据做比较:比较的次数为有关键字参加的比较次数和关键字移动的次数(4)改变数据量的大小,观察统计数据的变化情况。

(5)对试验统计数据进行分析。

对各类排序算法进行综合评价。

四、项目安排:1、小组内分工合作分工:xx负责哈夫曼编码的实现,zz负责城市辖区地铁线路设计,yy负责综合排序算法的比较。

合作:组内,组外进行交流,组长帮助解决组员的在项目过程中的困难,并控制进度。

五、完成自己的任务:任务:哈夫曼编码的实现1、思想实现流程图2、代码实现头文件define.h#ifndef _DEFINE_H_#define _DEFINE_H_#include <windows.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define n 128typedef struct{int weight;int parent,lchild,rchild;}HuffmanTree; //哈夫曼树数据类型typedef struct{int ch;char codes[30];}coding; //哈夫曼编码数据存储typedef struct{int point;char codes[30]; //栈存}stack;extern void stat_file(HuffmanTree charer[256]); //统计字符频率extern void make_tree(HuffmanTree charer[256]); //构造哈夫曼树extern void make_code(HuffmanTree charer[256],coding inside[128]); //生成字符编码extern void article_code(coding inside[128]); //文章转码extern void decoding(HuffmanTree charer[256]); //文章解码#endif主函数:main.cpp#include "define.h"void main(){char choose;HuffmanTree charer[256];coding inside[128];printf("********************************************\n");printf(" 请选择\n");printf("*********** 1 刷新哈夫曼编码**********\n");printf("*********** 2 用统计频率编码**********\n");printf("*********** 3 任意文章编码**********\n");printf("*********** 4 任意文章解码**********\n");printf("*********** 0 退出本系统**********\n");printf("********************************************\n");do{fflush(stdin);scanf("%c",&choose); //暂时未加入未进行编码的判断switch(choose){case '1':memset(charer,0,256*sizeof(HuffmanTree));stat_file(charer);printf("请继续选择相应选项\n");break;case '2':make_tree(charer);memset(inside,0,128*sizeof(coding)); //先清空make_code(charer,inside);printf("请继续选择相应选项\n");break;case '3':article_code(inside);printf("请继续选择相应选项\n");break;case '4':decoding(charer); //如果只进行反编译,必须要输入相同的文章以建立哈夫曼树,printf("译码完毕!请打开根目录下的文件查看!\n"); //而之前翻译成代码时也要使用相同文章printf("请继续选择相应选项\n");break;case '0':MessageBox(NULL," 已退出系统!","提示",MB_OK);break;default: printf("对不起,您的操作错误,请重新输入编号!");}}while (choose!='0');}函数1:input_files.cpp#include "define.h"void stat_file(HuffmanTree charer[256]){FILE *fp;char choose;int i,looking;char path[30];loop: printf("请输入文件名:\n"); //设置循环点scanf("%s",path);if((fp=fopen(path,"r"))==NULL) //寻找文件{printf("文件不存在\n");goto loop;}for(i=0;1;i++) // 对应字符的数组元素++{looking=fgetc(fp);if(looking==EOF)break;charer[looking].weight++;}fflush(stdin);printf("继续增加文件???(y/n)?\n");scanf("%c",&choose); //选择if(choose == 'y')goto loop; //返回循环点fclose(fp); //关闭文件}函数2:make_tree.cpp#include "define.h"void make_tree(HuffmanTree charer[256]) //建树函数{int i,min1,min2;int k,j;int flag1=0,flag2=0;void prnt(HuffmanTree charer[256]); //输出到文件中,以后改进时可以直接从文件读取for(i=0;i<n-1;i++) //两重多组的循环,算法不太好,比较的次数递增{for(k=0;k<n+i;k++)if( charer[k].parent == 0) //找出第一个叶子作为最小值{min1=charer[k].weight;flag1=k;break;}for(j=k;j<n+i;j++){if(min1==0) //考虑0的情况,减少循环break;if(charer[j].weight < min1 && charer[j].parent == 0) //否则进行比较{min1=charer[j].weight;flag1=j;}}for(k=0;k<n+i;k++)if( charer[k].parent == 0 && k!=flag1) //找第二个叶子作为次小值{min2=charer[k].weight;flag2=k;break;}for(j=k;j<n+i;j++){if(min2==0)break;if(charer[j].weight < min2 && charer[j].parent == 0 && j!=flag1){min2=charer[j].weight;flag2=j;}}charer[n+i].weight=charer[flag1].weight+charer[flag2].weight; //关键步骤:最小值和次小值的相加并构成子树charer[n+i].rchild=flag1;charer[n+i].lchild=flag2;charer[flag1].parent=n+i;charer[flag2].parent=n+i;}prnt(charer); //顺便输出到文件中}void prnt(HuffmanTree charer[256]){FILE *fp;char sn[20]={"哈夫曼树的如下:"};char xinxi[5][7]={"序号","权值","双亲","左孩子","右孩子"};fp = fopen("HuffmanTree.txt","w+");fprintf(fp,"%s\n",sn);fprintf(fp,"%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n",xinxi[0],xinxi[1],xinxi[2],xinxi[3],xinxi[4]);for(int i=0;i<255;i++)fprintf(fp,"%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",i,charer[i].weight,charer[i].parent,charer[i].lc hild,charer[i].rchild);fclose(fp);MessageBox(NULL," 哈夫曼树写入文件成功!","提示",MB_OK);system("HuffmanTree.txt");}函数4:produce_code.cppvoid make_code(HuffmanTree charer[256],coding inside[128]) //从哈夫曼树中生成字符编码{stack push_pop;int k,j;void prn(coding inside[128]); //把编码输出到文件中,共128个for(int i=0;i<128;i++){memset(&push_pop,0,1*sizeof(stack)); //栈存inside[i].ch=i;for(k=i,j=0;1; ) //下面可控制循环退出{if(charer[k].parent!=0) //从下往上找到根节点{if(charer[charer[k].parent].lchild==k) // 子根节点的左孩子编0,右孩子编1push_pop.codes[push_pop.point++]='0'; //压栈// push_pop.point++; // 把++直接放入括号,减少代码量if(charer[charer[k].parent].rchild==k)push_pop.codes[push_pop.point++]='1';// push_pop.point++;j=k;k=charer[k].parent;}else{/* if(charer[charer[j].parent].lchild==j){push_pop.codes[push_pop.point++]='0';// push_pop.point++;}if(charer[charer[j].parent].rchild==j){push_pop.codes[push_pop.point++]='1';// push_pop.point++;}*/break;}}for(k=0,j=push_pop.point;k<push_pop.point;) //从栈顶回取,所得编码存入所设数组inside[i].codes[k++]=push_pop.codes[--j];}prn(inside);}void prn(coding inside[128]){FILE *fp;char sn[20]={"编码的如下:"};char xinxi[3][5]={"序号","字符","编码"};fp = fopen("HuffmanCode.txt","w+");fprintf(fp,"%s\n",sn);fprintf(fp,"%s\t%s\t%s\n",xinxi[0],xinxi[1],xinxi[2]);for(int i=0;i<128;i++)fprintf(fp,"%d\t%c\t%s\n",i,inside[i].ch,inside[i].codes);fclose(fp);MessageBox(NULL," 编码写入文件成功!","提示",MB_OK);system("HuffmanCode.txt");}函数5:article_code.Cpp#include "define.h"void article_code(coding inside[128]){FILE *fp,*fq;char path[50];char ch=0;printf("请输入需要转码的文章名称:\n");scanf("%s",path);if((fp=fopen(path,"r"))==NULL) //寻找文件{MessageBox(NULL," 文件不存在!","提示",MB_OK);exit(1);}fq=fopen("article_code.txt","w+");for(int i=0;1;i++) //从文件读取字符,转换成编码写入文件中{ch=fgetc(fp);if(ch==EOF) //防止多读一次加入到中间比较好break;fprintf(fq,"%s",inside[ch].codes);}fclose(fp); //关闭文件fclose(fq);MessageBox(NULL," 文章转换完毕!","提示",MB_OK);system("article_code.txt");}函数6:decoding.cpp#include "define.h"void decoding(HuffmanTree charer[256]){FILE *fp,*fq; //文件指针,一个读取,一个写入char path[20];int k;char ch;loop: printf("请输入需要解码文件的路径:\n");scanf("%s",path);if((fp=fopen(path,"r"))==NULL) //寻找文件{printf("文件不存在,请确认路径是否正确! \n");goto loop;}fq=fopen("decoding.txt","w+");for(int i=0;1;i++) //从文件中读取编码,由根进行寻找{k=254;ch=fgetc(fp);if(ch==EOF)break;for(int j=0;1;j++){if(ch=='0') //左孩子,继续判断左孩子的左右孩子是否存在,{if(charer[charer[k].lchild].lchild==0 && charer[charer[k].lchild].rchild==0){fprintf(fq,"%c",charer[k].lchild);break;}k=charer[k].lchild; //非叶子节点,即刻转向孩子节点,并进行下一次判断ch=fgetc(fp);if(ch==EOF)break;continue; //读取下一个}if(ch=='1') //右孩子,继续判断右孩子的左右孩子是否存在,不存在即为叶子节点。

C语言-哈夫曼编码实验报告

C语言-哈夫曼编码实验报告

福建工程学院课程设计课程:数据结构题目:哈夫曼编码和译码专业:信息管理信息系统班级: 1002班座号: 15号姓名:林左权2011年 6月 27日实验题目:哈夫曼编码和译码一、要解决的问题利用哈夫曼编码进行信息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、算法基本思想描述:根据给定的字符和其中每个字符的频度,构造哈夫馒树,并输出字符集中每个字符的哈夫曼编码.将给定的字符串根据其哈夫曼编码进行编码,并进行相应的译码.三、设计1. 数据结构的设计(1)哈夫曼树的表示设计哈夫曼树的结构体(htnode),其中包含权重、左右孩子、父母和要编码的字符。

用这个结构体(htnode)定义个哈夫曼数组(hfmt[])。

迷宫定义如下:typedef struct{int weight;int lchild;int rchild;int parent;char key;}htnode;typedef htnode hfmt[MAXLEN];(2)对原始字符进行编码初始化哈夫曼树(inithfmt)。

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。

并显示出每个字符的编码。

1.void inithfmt(hfmt t)//对结构体进行初始化2.void inputweight(hfmt t)//输入函数3.void selectmin(hfmt t,int i,int *p1,int *p2)//选中两个权值最小的函数4.void creathfmt(hfmt t)//创建哈夫曼树的函数5.void phfmnode(hfmt t)//对字符进行初始编码(3)对用户输入的字符进行编码void encoding(hfmt t)//对用户输入的电文进行编码{char r[1000];//用来存储输入的字符串int i,j;printf("\n\n请输入需要编码的字符:");gets(r);printf("编码结果为:");for(j=0;r[j]!='\0';j++)for(i=0;i<n;i++)if(r[j]==t[i].key)hfmtpath(t,i,j);printf("\n");}(4)对用户输入的字符进行编码void decoding(hfmt t)//对用户输入的密文进行译码{char r[100];int i,j,len;j=2*n-2;//j初始从树的根节点开始printf("\n\n请输入需要译码的字符串:");gets(r);len=strlen(r);printf("译码的结果是:");for(i=0;i<len;i++){if(r[i]=='0'){j=t[j].lchild;if(t[j].lchild==-1){printf("%c",t[j].key);j=2*n-2;}}else if(r[i]=='1'){j=t[j].rchild;if(t[j].rchild==-1){printf("%c",t[j].key); j=2*n-2;}}}printf("\n\n");}四、源程序清单:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define MAXLEN 100typedef struct{int weight;int lchild;int rchild;int parent;char key;}htnode;typedef htnode hfmt[MAXLEN];int n;void inithfmt(hfmt t)//对结构体进行初始化{int i;printf("\n");printf("------------------------------------------------------------------\n"); printf("******************************输入区******************************\n");printf("\n请输入n=");scanf("%d",&n);getchar();for(i=0;i<2*n-1;i++)//对结构体进行初始化{t[i].weight=0;t[i].lchild=-1;t[i].rchild=-1;t[i].parent=-1;}printf("\n");}void inputweight(hfmt t)//输入函数{int w;//w表示权值int i;char k;//k表示获取的字符for(i=0;i<n;i++){printf("请输入第%d个字符:",i+1);scanf("%c",&k);getchar();t[i].key=k;printf("请输入第%d个字符的权值:",i+1);scanf("%d",&w);getchar();t[i].weight=w;printf("\n");}}void selectmin(hfmt t,int i,int *p1,int *p2)//选中两个权值最小的函数{long min1=999999;long min2=999999;int j;for(j=0;j<=i;j++)//选择最小权值字符的下标返回if(t[j].parent==-1)if(min1>t[j].weight){min1=t[j].weight;*p1=j;}for(j=0;j<=i;j++)//选择次小权值字符的下标还回if(t[j].parent==-1)if(min2>t[j].weight && j!=(*p1))//注意 j!=(*p1)) {min2=t[j].weight;*p2=j;}}void creathfmt(hfmt t)//创建哈夫曼树的函数{int i,p1,p2;inithfmt(t);inputweight(t);for(i=n;i<2*n-1;i++){selectmin(t,i-1,&p1,&p2);t[p1].parent=i;t[p2].parent=i;t[i].lchild=p1;t[i].rchild=p2;t[i].weight=t[p1].weight+t[p2].weight;}}void printhfmt(hfmt t)//打印哈夫曼树{int i;printf("------------------------------------------------------------------\n"); printf("**********************哈夫曼编数结构:*****************************\n");printf("\t\t权重\t父母\t左孩子\t右孩子\t字符\t");for(i=0;i<2*n-1;i++){printf("\n");printf("\t\t%d\t%d\t%d\t%d\t%c",t[i].weight,t[i].parent,t[i].lchild,t[i].rchild, t[i].key);}printf("\n------------------------------------------------------------------\n") ;printf("\n\n");}void hfmtpath(hfmt t,int i,int j)//编码的重要哈夫曼树路径递归算法{int a,b;a=i;b=j=t[i].parent;if(t[j].parent!=-1){i=j;hfmtpath(t,i,j);}if(t[b].lchild==a)printf("0");elseprintf("1");}void phfmnode(hfmt t)//对字符进行初始编码{int i,j,a;printf("\n------------------------------------------------------------------\n") ;printf("**************************哈夫曼编码******************************");for(i=0;i<n;i++){j=0;printf("\n");printf("\t\t%c\t",t[i].key,t[i].weight);hfmtpath(t,i,j);}printf("\n------------------------------------------------------------------\n") ;}void encoding(hfmt t)//对用户输入的电文进行编码{char r[1000];//用来存储输入的字符串int i,j;printf("\n\n请输入需要编码的字符:");gets(r);printf("编码结果为:");for(j=0;r[j]!='\0';j++)for(i=0;i<n;i++)if(r[j]==t[i].key)hfmtpath(t,i,j);printf("\n");}void decoding(hfmt t)//对用户输入的密文进行译码{char r[100];int i,j,len;j=2*n-2;//j初始从树的根节点开始printf("\n\n请输入需要译码的字符串:");gets(r);len=strlen(r);printf("译码的结果是:");for(i=0;i<len;i++){if(r[i]=='0'){j=t[j].lchild;if(t[j].lchild==-1){printf("%c",t[j].key);j=2*n-2;}}else if(r[i]=='1'){j=t[j].rchild;if(t[j].rchild==-1){printf("%c",t[j].key);j=2*n-2;}}}printf("\n\n");}int main(){int i,j;hfmt ht;char flag;printf(" |----------------------|\n");printf(" |信管1002--林左权--15号|\n");printf(" |**********************|\n");printf(" | 哈夫曼编码课程设计 |\n");printf(" |**********************|\n");printf(" |设计完成时间:2011/6/27|\n");printf(" |----------------------|\n");creathfmt(ht);printhfmt(ht);phfmnode(ht);printf("\n------------------------------------------------------------------\n") ;printf("***************************编码&&译码&&退出***********************");printf("\n【1】编码\t【2】\t译码\t【0】退出");printf("\n您的选择:");flag=getchar();getchar();while(flag!='0'){if(flag=='1')encoding(ht);else if(flag=='2')decoding(ht);elseprintf("您的输入有误,请重新输入。

数据结构 哈夫曼编码器课程设计报告

数据结构 哈夫曼编码器课程设计报告

数据结构哈夫曼编码器课程设计报告哈夫曼编码器课程设计报告设计目标:本课程设计的目标是实现一个哈夫曼编码器,能够实现对给定文本文件进行压缩和解压缩操作。

通过使用哈夫曼编码,可以使文本文件的大小大幅度减小,从而节约存储空间。

设计原理及实现方法:本设计主要包括以下几个步骤:1、文本文件的读取:首先需要从外部文件中读取待压缩的文本文件,读取过程可以通过使用文件输入流进行操作。

读取的文本内容将用于构建哈夫曼树和编码表。

2、构建哈夫曼树:哈夫曼树是通过给定文本中的字符出现频率来构建的,出现频率更高的字符将拥有更短的编码。

构建哈夫曼树的过程可以通过使用优先队列和二叉树来实现。

3、编码表:在构建哈夫曼树的过程中,每个字符都会有一个唯一的编码。

根据哈夫曼树的特性,左子树的编码为0,右子树的编码为1,根据这个规则可以通过遍历哈夫曼树来编码表。

4、压缩文本文件:在编码表后,可以利用编码表来对文本文件进行压缩操作。

遍历文本文件中的每个字符,通过编码表将字符转换为对应的哈夫曼编码,并将编码存储在一个压缩文件中。

5、解压缩文本文件:解压缩操作是压缩操作的逆过程。

根据编码表将压缩文件中的哈夫曼编码逐个解码为字符,并将解码后的字符写入解压缩文件中。

附件说明:本文档的附件包括以下内容:1、源代码文件:- HuffmanEncoder:java:包含了哈夫曼编码器的主要实现代码。

- Mn:java:包含了测试哈夫曼编码器的主函数。

2、示例文本文件:- input:txt:用于测试的示例文本文件。

法律名词及注释:本文档中涉及的法律名词及注释如下:1、哈夫曼编码:用于数据压缩的一种编码方式,旨在通过减少字符的编码长度来节省存储空间。

2、压缩:将原始文件经过编码转换为较短的文件,从而减小存储空间的占用。

3、解压缩:将压缩文件经过解码转换为原始文件,恢复原始文件的过程。

全文结束。

哈夫曼(huffman)编译码器课程设计报告

哈夫曼(huffman)编译码器课程设计报告

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:专业 (方向):年级、班:学生姓名:学生学号:指导教师:年月日目录哈夫曼(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 (4)(一)系统功能要求 (4)(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( ) (8)3.编译码运算huffmancode() (9)4. 输出运算 shuchu() (10)四、系统测试 (10)(一)测试主函数 (10)(二)测试印二叉树函数 (11)(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。

哈夫曼编码课程设计报告

哈夫曼编码课程设计报告

湖南科技学院数据结构课程设计报告课题: 霍夫曼编码专业班级:信计1202学号:*************名:*******: ***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。

2.需求分析课题:哈夫曼编码译码器系统问题描述:打开一篇英文文章,统计该文章中每个字符出现的次数,然后以它们作为权值,对每一个字符进行编码,编码完成后再对其编码进行译码。

问题补充:1. 从硬盘的一个文件里读出一段英语文章;2. 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4. 对每个字符进行编码并将所编码写入文件然后对所编码进行破译。

具体介绍:在本课题中,我们在硬盘D盘中预先建立一个xuzhimo.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tongji()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Create_huffmanTree()函数构建哈夫曼树。

然后调用Huffman_bianma()函数对哈夫曼树进行编码,调用coding()函数将编码写入文件。

3 系统(项目)设计(1)设计思路及方案本课题是用最优二叉树即哈夫曼树来实现哈夫曼编码译码器的功能。

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数据类型的定义
哈夫曼树类型 typedef struct{//构造树 char data;//结点权值 int weight;//权重 int parent;//双亲结点 int lchild;//左孩子 int rchild;//右孩子 }HTNode; HTNode ht[30];
输入
n>=0&&n<=20
哈夫曼编码 译码程序
哈夫曼树的 创建程序
程序
求哈夫曼编 码
创建哈夫曼 树
输出结果
人员分工
收集资料
调试程序 文档编写
徐铭瑶 周弘杰
刘海澍 周弘杰 刘海澍 徐铭瑶
预期结果
输入:键盘输入字符集大小n、
n个字
符和n个权值 输出: 显示每个字符对应的权值 显示所有字符的哈夫曼编码 显示哈夫曼树 显示每个字符对应的编码 将结果输入到文本文件中
乘积
构造赫夫曼树

一、对给定的n个权值{W1,W2,W3,...,Wi,...,Wn} 构成n棵二叉树的初始集合F= {T1,T2,T3,...,Ti,...,Tn},其中每棵二叉树Ti中只 有一个权值为Wi的根结点,它的左右子树均为空。

二、在F中选取两棵根结点权值最小的树作为新构造 的二叉树的左右子树,新二叉树的根结点的权值为 其左右子树的根结点的权值之和。 三、从F中删除这两棵树,并把这棵新的二叉树同样 以升序排列加入到集合F中。
赫夫曼编码
计科132 刘海澍 周弘杰 徐铭瑶
目录
哈夫曼树的介绍 选题的意义 实验内容
算法及可行性分析
预期结果
赫夫曼编码是哈夫曼树的 一个应用
路径上的分支数目称作 路径长度 树的带权路径长度为树中所有叶子结点的带 权路径长度之和,通常记作WPL= 树的路径长度 是从树根到每一个结 (W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln ) 点的路径长度之和 N个权值构成一棵有N个叶子结点的二叉树, 每个叶子结点带权为Wi 结点的带权路径长度为从该结点到 相应的叶结点的路径长度为Li(i=1,2,...n)。 树根之间的路径长度与节点上权的 最小的二叉树称作最优二叉树或赫夫曼树
四、重复二和三两步,直到集合F中只有一棵二叉树 为止。这棵树便是赫夫曼树。


选题的意义
“哈夫曼编码”是一种一致性编码法(又称“熵
编码法”),用于数据的无损耗压缩。这一术语 是指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)

求哈夫曼编码类型 typedef struct{ char cd[30];//存放 当前结点的哈弗曼编码 int start;//cd[start]~cd[n] 存放哈弗曼码 }HCode; HCode hcd[30];

程序流程
开始
初始化:键盘输入字符 集大小n n个字符和 和n个权值

算法及可行性分析






主程序部分 void main() { 初始化; 构造哈夫曼树; 求哈夫曼编码; 哈夫曼编码输出; }
哈夫曼树部分
实现哈夫曼树 的抽象数据类型
哈夫曼编码部分
实现求哈夫 曼编码算法的数据类 型
主函数
int main(){ int n; printf("请输入要输入的字符数量n:");//读入字符的个数 while(scanf("%d",&n),n>=0&&n<=20){ //初始化 printf("请输入n个字符和n个权值\n"); CodeInput(n,ht);//输入数据函数,将读入n个字符和权重 CreateHT(ht,n);//构造哈弗曼树 CreateHCode(ht,hcd,n);//哈弗曼编码算法 CodeOutput(n,hcd);}//打印哈弗曼编码,将打印出编码,和 每一个字符述】 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。 【选做内容】 (1)显示哈夫曼树; (2)界面设计的优化。

【基本要求】 (1)初始化:键盘输入字 符集大小n、 n个字符和n个权值,建立哈 夫曼树; (2)编码:利用建好的哈 夫曼树生成哈夫曼编码; (3)输出编码; (4)设字符集及频度如下 表: 字符:A B C D E F 频度:4 9 23 2 17 15 字符:G H I J K 频度:1 2 3 3 4
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