课程设计报告：Huffman编码

课程设计报告：Huffman编码

题目：从键盘接收任意一字符串，以‘#’结尾，字符串中某字符出现的次数作为该字符的权值，利用得到的权值构建huffman树、从而求得字符对应的huffman

一、需求分析

1. 从键盘接收任意一字符串，以‘#’结尾，字符串中某字符出现的次数作为该字符的权值，利用得到的权值构建huffman树、从而求得字符对应的huffman编码。

注意：我们要求在实现select函数时，把权值最小的作为左孩子，权值次小的作为右孩子。

输入的形式和输入值的范围

用键盘输入，输入任意一字符串，以‘#’结尾。如：abcbcc# 输出的形式：

输出字符、其对应权值、以及huffman编码。

输出格式：字符---权值---编码

如：a---1---10

b---2---11

c---3---0

二、概要设计

Huffman树的定义：

typedef struct

{

unsigned int weight; //权

unsigned int parent,lchild,rchild; //父母、左孩子、右孩子

}htnode,*huffmantree;

Huffman编码的定义：

typedef char **huffmancode;

字符串的定义：

typedef struct node

{

char zifu;

unsigned int b;

}*node1,node2;

函数的调用：

void select(huffmantree HT,int a,int &s1,int &s2)

//创建huffman函数

oid huffmancoding(huffmantree &HT,huffmancode &HC,int *w,int n) //调用huffman函数，构造huffman编码

void shuru(node1 shuzu[100],int &n) //输入一串字符，进行处理，统计每个字符出现的次数

三、详细设计

主函数：

int main（）

{

int n=0,*w;

huffmantree HT;

huffmancode HC;

node1 shuzu[100];

shuru(shuzu,n);

w=new int[n];

for(int j=0;j

w[j]=shuzu[j+1]->b;

huffmancoding(HT,HC,w,n);

for(int i=1;i<=n;i++)

cout<zifu<<"---"<

return 0;

}

构造huffman树

void select(huffmantree HT,int a,int &s1,int &s2)

{

int min,num[2],m=0;

num[0]=-1;

for(int j=0;j<2;j++,m=0)

for(int i=1;i<=a-1;i++)

{if(HT[i].parent==0 && num[0]!=i)

{

if(m==0)

{

min=HT[i].weight;

num[j]=i;

}

m++;

if(HT[i].weight

{num[j]=i;min=HT[i].weight;}

}

}

s1=num[0],s2=num[1];

}

构造huffman编码

void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n){ //w存放n个字符的权值，构造赫夫曼树HT，并求出n个字符的赫夫曼树编码HC。

if(n<=1) return;

m=2*n-1;

HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sixeof(HTNode)) //0号单元未用

for(p=HT,i=1;i<=n;++i,++p,++w)

*p={*w,0,0,0};

for(;i<=m;++i,++p)

*p={0,0,0,0}

for(i=n+1;i<=m;+++i){ //建立赫夫曼树

//在HT[1...i-1]选择parent为0且weight最小的两个结点，其序号分别为s1和s2

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;

}

HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));

cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));

cd[n-1]="\0";

for(i=1;i<=n;++i){

start=n-1;

for(c=i;f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)

if(HT[f].lchild==c) cd[--start]="0";

else cd[--start]="1";

HT[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));

strcpy(HC[i],&cd[start]);

}

free(cd);

}

五、测试数据与测试结果

第一组：

ababccba#

a---3---11

b---3---0

c---2---10

Press any key to continue

第二组：

abdhjsabzmxusadbxvxn#

a---3---100

b---3---101

d---2---1111

h---1---0010

j---1---0011

s---2---000

z---1---0100

m---1---0101