北邮数据结构实验报告实验三哈夫曼

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哈夫曼实验报告实验目的(3篇)

5. 使用哈夫曼编码对实验数据进行压缩。
6. 对压缩数据进行解压缩，验证哈夫曼编码的正确性。
7. 分析实验结果，对比压缩前后数据的差异。
五、实验总结
通过本次实验，我们掌握了哈夫曼编码的原理和构造方法，学会了如何使用哈夫曼编码进行数据压缩和解压缩。实验结果表明，哈夫曼编码能够有效降低数据的冗余，提高数据压缩效果。同时，本次实验也加深了我们对数据结构中树形结构及其应用的理解，提高了算法设计和实现能力。在今后的学习和工作中，我们将继续探索哈夫曼编码及其应用，为相关领域的研究和发展贡献自己的力量。
二、实验内容
1. 理解哈夫曼编码的原理，掌握哈夫曼树的构造方法。
2. 编写程序实现哈夫曼树的构建、编码和解码过程。
3. 对给定的字符集进行哈夫曼编码，并分析编码后的结果。
4. 对编码后的数据进行解码，验证解码结果的正确性。
5. 比较哈夫曼编码与其他编码方法在数据压缩方面的性能。
三、实验原理
哈夫曼编码是一种基于字符频率的变长编码方法。在哈夫曼编码中，每个字符都被赋予一个唯一的编码，编码的长度与其在原始数据中的频率成反比。频率高的字符编码较短，频率低的字符编码较长。这样，哈夫曼编码在保证数据完整性的同时，实现了数据压缩的目的。
2. 能够编写程序实现哈夫曼编码和解码，提高编程能力。
3. 分析哈夫曼编码在不同场景下的压缩效果，为实际应用提供参考。
4. 了解哈夫曼编码在实际应用中的优势和局限性，为解决实际问题提供思路。
5. 培养实验操作能力，提高解决实际问题的能力。
通过本次实验，我们希望学员能够全面掌握哈夫曼编码的原理、构造方法及其在实际应用中的价值，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
第2篇
一、实验目的
1. 理解哈夫曼编码的原理及其在数据压缩中的应用。

北邮数据结构上机实验-哈夫曼树

hn=2*k-1;
int l=0;//统计不同字符出现的频度
k=0;//哈夫曼数组下标
temp=m[0];//标记？
for(int i=0;i<n;i++)
{
if(m[i]==temp)
{
void selectmin(int &x,int &y,int i);//寻找权重最小的两个数
void createcodetable();//创建哈夫曼编码表
void reverse(char m[]);//逆置编码字符，颠倒
void encode(char *s,string *d);//编码
}
x=(htree[x].weight<=htree[j].weight)?x:j;
}
htree[x].parent=-2;//防止重复
y=0;
while(htree[y].parent!=-1)
{
x++;
}
for(int j=1;j<i;j++)
{
if(htree[j].parent!=-1)
{
continue;//如果是之前找过的最小值，跳出本次循环
m[j]=m[j+1];
m[j+1]=temp;
}
}
}
int k=1;
htree[x].parent=i;
htree[y].parent=i;
htree[i].weight=htree[x].weight+htree[y].weight;
htree[i].lchild=x;

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器.pptx

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2.2 关键算法分析（1）计算出现字符的权值
利用 ASCII 码统计出现字符的次数，再将未出现的字符进行筛选，将出现的字符及頻数存储在数组 a[]中。
void Huffman::Init() {
int nNum[256]= {0}; //记录每一个字符出现的次数 int ch = cin.get();
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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

北邮数据结构实验3哈夫曼编码

数据结构实验报告实验名称：实验3——哈夫曼编码学生姓名：班级：班内序号：学号：日期：2013年11月24日1．实验要求利用二叉树结构实现赫夫曼编/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：struct HNode{char c;//存字符内容int weight;int lchild, rchild, parent;};struct HCode{char data;char code[100];}; //字符及其编码结构class Huffman{private:HNode* huffTree; //Huffman树HCode* HCodeTable; //Huffman编码表public:Huffman(void);void CreateHTree(int a[], int n); //创建huffman树void CreateCodeTable(char b[], int n); //创建编码表void Encode(char *s, string *d); //编码void Decode(char *s, char *d); //解码void differ(char *,int n);char str2[100];//数组中不同的字符组成的串int dif;//str2[]的大小~Huffman(void);};结点结构为如下所示：三叉树的节点结构：struct HNode//哈夫曼树结点的结构体{ 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char data;//字符};示意图为：int weight int parent int lchild int rchild Char c 编码表节点结构：struct HCode//编码表结构体{char data;//字符char code[100];//编码内容};示意图为：基本结构体记录字符和出现次数:struct node{int num;char data;};示意图为:2.关键算法分析(1).初始化:伪代码：1.输入需要编译的文本内容2.将输入的内容保存到数组str1中3.统计出现的字符数目,并且保存到变量count中4.统计出现的不同的字符，存到str2中，将str2的大小存到dif中时间复杂度O(n！)（2）.创建哈夫曼树算法伪代码：1.创建一个长度为2*n-1的三叉链表2.将存储字符及其权值的链表中的字符逐个写入三叉链表的前n个结点的data域，并将对应结点的孩子域和双亲域赋为空3.从三叉链表的第n个结点开始，3.1从存储字符及其权值的链表中取出两个权值最小的结点x,y，记录其下标x,y。

数据结构哈夫曼编码实验报告

数据结构哈夫曼编码实验报告数据结构哈夫曼编码实验报告1·实验目的1·1 理解哈夫曼编码的基本原理1·2 掌握哈夫曼编码的算法实现方式1·3 熟悉哈夫曼编码在数据压缩中的应用2·实验背景2·1 哈夫曼编码的概念和作用2·2 哈夫曼编码的原理和算法2·3 哈夫曼编码在数据压缩中的应用3·实验环境3·1 硬件环境：计算机、CPU、内存等3·2 软件环境：编程语言、编译器等4·实验过程4·1 构建哈夫曼树4·1·1 哈夫曼树的构建原理4·1·2 哈夫曼树的构建算法4·2 哈夫曼编码4·2·1 哈夫曼编码的原理4·2·2 哈夫曼编码的算法4·3 实现数据压缩4·3·1 数据压缩的概念和作用4·3·2 哈夫曼编码在数据压缩中的应用方法5·实验结果5·1 构建的哈夫曼树示例图5·2 哈夫曼编码表5·3 数据压缩前后的文件大小对比5·4 数据解压缩的正确性验证6·实验分析6·1 哈夫曼编码的优点和应用场景分析6·2 数据压缩效果的评估和对比分析6·3 实验中遇到的问题和解决方法7·实验总结7·1 实验所获得的成果和收获7·2 实验中存在的不足和改进方向7·3 实验对于数据结构学习的启示和意义附件列表：1·实验所用的源代码文件2·实验中用到的测试数据文件注释：1·哈夫曼编码：一种用于数据压缩的编码方法，根据字符出现频率构建树形结构，实现高频字符用较短编码表示，低频字符用较长编码表示。

2·哈夫曼树：由哈夫曼编码算法构建的一种特殊的二叉树，用于表示字符编码的结构。

数据结构哈夫曼编码实验报告

数据结构哈夫曼编码实验报告数据结构哈夫曼编码实验报告1. 实验目的本实验旨在通过实践理解哈夫曼编码的原理和实现方法，加深对数据结构中树的理解，并掌握使用Python编写哈夫曼编码的能力。

2. 实验原理哈夫曼编码是一种用于无损数据压缩的算法，通过根据字符出现的频率构建一棵哈夫曼树，并根据哈夫曼树对应的编码。

根据哈夫曼树的特性，频率较低的字符具有较长的编码，而频率较高的字符具有较短的编码，从而实现了对数据的有效压缩。

实现哈夫曼编码的主要步骤如下：1. 统计输入文本中每个字符的频率。

2. 根据字符频率构建哈夫曼树，其中树的叶子节点代表字符，内部节点代表字符频率的累加。

3. 遍历哈夫曼树，根据左右子树的关系对应的哈夫曼编码。

4. 使用的哈夫曼编码对输入文本进行编码。

5. 将编码后的二进制数据保存到文件，同时保存用于解码的哈夫曼树结构。

6. 对编码后的文件进行解码，还原原始文本。

3. 实验过程3.1 统计字符频率首先，我们需要统计输入文本中每个字符出现的频率。

可以使用Python中的字典数据结构来记录字符频率。

遍历输入文本的每个字符，将字符添加到字典中，并递增相应字符频率的计数。

```pythondef count_frequency(text):frequency = {}for char in text:if char in frequency:frequency[char] += 1else:frequency[char] = 1return frequency```3.2 构建哈夫曼树根据字符频率构建哈夫曼树是哈夫曼编码的核心步骤。

我们可以使用最小堆（优先队列）来高效地构建哈夫曼树。

首先，将每个字符频率作为节点存储到最小堆中。

然后，从最小堆中取出频率最小的两个节点，将它们作为子树构建成一个新的节点，新节点的频率等于两个子节点频率的和。

将新节点重新插入最小堆，并重复该过程，直到最小堆中只剩下一个节点，即哈夫曼树的根节点。

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。

数据结构哈夫曼树实验报告

数据结构哈夫曼树实验报告一、实验内容本次实验的主要内容是哈夫曼树的创建和编码解码。

二、实验目的1. 理解并掌握哈夫曼树的创建过程；2. 理解并掌握哈夫曼编码的原理及其实现方法；3. 掌握哈夫曼树的基本操作，如求哈夫曼编码和哈夫曼解码等；4. 学习如何组织程序结构，运用C++语言实现哈夫曼编码和解码。

三、实验原理哈夫曼树的创建：哈夫曼树的创建过程就是一个不断合并权值最小的两个叶节点的过程。

具体步骤如下：1. 将所有节点加入一个无序的优先队列里；2. 不断地选出两个权值最小的节点，并将它们合并成为一个节点，其权值为这两个节点的权值之和；3. 将新的节点插入到队列中，并继续执行步骤2，直到队列中只剩下一棵树，这就是哈夫曼树。

哈夫曼编码：哈夫曼编码是一种无损压缩编码方式，它根据字符出现的频率来构建编码表，并通过编码表将字符转换成二进制位的字符串。

具体实现方法如下：1. 统计每个字符在文本中出现的频率，用一个数组记录下来；2. 根据字符出现的频率创建哈夫曼树；3. 从根节点开始遍历哈夫曼树，给左分支打上0的标记，给右分支打上1的标记。

遍历每个叶节点，将对应的字符及其对应的编码存储在一个映射表中；4. 遍历文本中的每个字符，查找其对应的编码表，并将编码字符串拼接起来，形成一个完整的编码字符串。

哈夫曼解码就是将编码字符串还原为原始文本的过程。

具体实现方法如下：1. 从根节点开始遍历哈夫曼树，按照编码字符串的位数依次访问左右分支。

如果遇到叶节点，就将对应的字符记录下来，并重新回到根节点继续遍历；2. 重复步骤1，直到编码字符串中的所有位数都被遍历完毕。

四、实验步骤1. 定义编码和解码的结构体以及相关变量；3. 遍历哈夫曼树，得到每个字符的哈夫曼编码，并将编码保存到映射表中；4. 将文本中的每个字符用其对应的哈夫曼编码替换掉，并将编码字符串写入到文件中；5. 使用哈夫曼编码重新构造文本，并将结果输出到文件中。

五、实验总结通过本次实验，我掌握了哈夫曼树的创建和哈夫曼编码的实现方法，也学会了如何用C++语言来组织程序结构，实现哈夫曼编码和解码。

数据结构哈夫曼编码实验报告

数据结构哈夫曼编码实验报告【正文】1.实验目的本实验旨在研究哈夫曼编码的原理和实现方法，通过实验验证哈夫曼编码在数据压缩中的有效性，并分析其应用场景和优缺点。

2.实验原理2.1 哈夫曼编码哈夫曼编码是一种无损数据压缩算法，通过根据字符出现的频率构建一颗哈夫曼树，将频率较高的字符用较短的编码表示，频率较低的字符用较长的编码表示。

哈夫曼编码的编码表是唯一的，且能够实现前缀编码，即一个编码不是另一个编码的前缀。

2.2 构建哈夫曼树构建哈夫曼树的过程如下：1) 将每个字符及其频率作为一个节点，构建一个节点集合。

2) 每次从节点集合中选择出现频率最低的两个节点，构建一个新节点，并将这两个节点从集合中删除。

3) 将新节点加入节点集合。

4) 重复以上步骤，直到节点集合中只有一个节点，这个节点就是哈夫曼树的根节点。

2.3 编码过程根据哈夫曼树，对每个字符进行编码：1) 从根节点开始，根据左子树为0，右子树为1的规则，将编码依次加入编码表。

2) 对于每个字符，根据编码表获取其编码。

3) 将编码存储起来，得到最终的编码序列。

3.实验步骤3.1 数据读取与统计从输入文件中读取字符序列，并统计各个字符的频率。

3.2 构建哈夫曼树根据字符频率构建哈夫曼树。

3.3 构建编码表根据哈夫曼树，构建每个字符的编码表。

3.4 进行编码根据编码表，对输入的字符序列进行编码。

3.5 进行解码根据哈夫曼树，对编码后的序列进行解码。

4.实验结果与分析4.1 压缩率分析计算原始数据和压缩后数据的比值，分析压缩率。

4.2 编码效率分析测试编码过程所需时间，分析编码效率。

4.3 解码效率分析测试解码过程所需时间，分析解码效率。

4.4 应用场景分析分析哈夫曼编码在实际应用中的优势和适用场景。

5.结论通过本次实验，我们深入了解了哈夫曼编码的原理和实现方法，实践了哈夫曼编码的过程，并对其在数据压缩中的有效性进行了验证。

实验结果表明，哈夫曼编码能够实现较高的压缩率和较高的编解码效率。

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器

数据结构实验报告实验名称:实验三树——哈夫曼编／解码器学生姓名:班级:班内序号：学号:日期:２014年12月11日1.实验要求利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。

基本要求：1、初始化(Iｎiｔ):能够对输入得任意长度得字符串s进行统计,统计每个字符得频度,并建立赫夫曼树2、建立编码表(CreaｔeTabｌｅ)：利用已经建好得赫夫曼树进行编码,并将每个字符得编码输出。

3、编码(Encｏｄing）:根据编码表对输入得字符串进行编码,并将编码后得字符串输出。

4、译码(Ｄecｏding）：利用已经建好得赫夫曼树对编码后得字符串进行译码，并输出译码结果。

5、打印(Ｐrint)：以直观得方式打印赫夫曼树(选作）6、计算输入得字符串编码前与编码后得长度,并进行分析,讨论赫夫曼编码得压缩效果。

测试数据:I lｏvｅdata Sｔｒｕcture, I lovｅputｅr。

I wiｌｌtrｙmy best ｔｏsｔudy ｄata Structure、提示：１、用户界面可以设计为“菜单”方式:能够进行交互。

2、根据输入得字符串中每个字符出现得次数统计频度,对没有出现得ﻩ字符一律不用编码。

2、程序分析2、1存储结构Ｈuffmａn树给定一组具有确定权值得叶子结点,可以构造出不同得二叉树,其中带权路径长度最小得二叉树称为Hｕffｍan树,也叫做最优二叉树。

wｅighｔlchilｄｒcｈｉld paｒｅnt２－1－1-15－1-1-16-1－1-17-１－1-1９-１-1-1wｅigｈt lchild rchilｄparent 2-1-155-1－156-１－167-１－１69-１-177017１3２38165482967-12、2 关键算法分析(1)计算出现字符得权值利用AＳCII码统计出现字符得次数,再将未出现得字符进行筛选,将出现得字符及頻数存储在数组ａ[]中。

void Huffmａn::Iｎｉt(){ﻩｉｎｔｎNｕm［256]＝ {0}；／/记录每一个字符出现得次数ｉnｔ ch = cin、get();ｉnt i=0;ﻩwｈｉle(（ｃｈ!='\r') ＆& （ch!='\n'）)ﻩ｛ﻩﻩｎＮｕm[cｈ]＋＋; ／/统计字符出现得次数ﻩstr[i＋+] ＝ cｈ; //记录原始字符串ﻩcｈ = cin、geｔ（）; //读取下一个字符ﻩ}str[ｉ]='\0';n = 0;for ( ｉ=０;ｉ＜256;i＋+)ﻩ｛ﻩﻩｉｆ(nNｕm[i]>０) /／若nＮum[i］==0,字符未出现ﻩ{l[ｎ] = (cｈａｒ)i;ﻩa［ｎ] = nNum[ｉ]；n++;ﻩ}}}时间复杂度为O(１);（2）创建哈夫曼树:算法过程:Huffman树采用顺序存储---数组;数组得前ｎ个结点存储叶子结点,然后就是分支结点,最后就是根结点；首先初始化叶子结点元素—循环实现；以循环结构，实现分支结点得合成，合成规则按照hｕfｆmaｎ树构成规则进行。

北邮数据结构实验报告三题目2-哈夫曼树

11．实验要求利用二叉树结构实现哈夫曼编/ 解码器(1). 初始化：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：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：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：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：以直观的方式打印哈夫曼树。

(6). 计算输入的字符串编码前和编码后的长度，并进行分析，讨论哈夫曼编码的压缩效果。

(7). 用户界面可以设计成“菜单”方式，能进行交互，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存储结构二叉树：示意图：root2.21{2.3 关键算法分析1. 定义哈夫曼树的模板类#include <iostream>#include <string.h> using namespace std; structLNode {char ch;int weight;char code[20];LNode* next; };struct TNode{int weight; //int Lchild; //int Rchild; //int Parent; // };class Huffman 结点权值左孩子指针右孩子指针双亲指针// 链表的节点, 用来统计字符频率，并编码// 字符// 权值// 字符编码// 指向下一个节点// 哈弗曼树结点的结构体1 public:Huffman(); ~Huffman(); void CreateTable(); void PrintTable(); void Encoding(); void Decoding(); void Comrate();// 构造函数，输入、统计字符，创建哈弗曼树、码表// 释放链表空间、哈弗曼树的节点// 建立编码表，并将信息存入链表// 输出码表// 哈弗曼编码// 译码void SelectMin(int &x,int &y,int begin,int end);void reverse(char ch[]); voidcontrol();private: // 选取权值最小的两个数，创建哈弗曼树// 将码值倒置，用来编码// 对菜单交互等提示操作TNode* troot;LNode* lroot; void List(char a[]); void HTree(); int Letter; char astr[1000]; char bstr[1000]; // 在统计字符频率是构建链表的根节点// 统计字符的权值建立的单链表// 哈弗曼树建立// 共有不同字符总数// 用户输入的一串字符// 将字符串的码值保存Huffman::Huffman(){lroot=new LNode;bstr[0]='\0';lroot->next=NULL;Letter=0; // 初始化字符总数为1 cout<<" 请输入一串字符，以回车键结束"<<endl;cin.getline(astr,1000,'\n');if(strlen(astr)==0) throw 1;else{List(astr); // 用链表存储每个字符HTree();CreateTable();Encoding();}};Huffman::~Huffman(){delete troot;LNode* p=lroot;while(p=lroot->next)1{{ lroot=p->next; delete p; p=lroot;}delete p; };2. 建立哈夫曼树void Huffman::HTree(){LNode* p=lroot; int a=0;troot=new TNode[2*Letter-1]; //2n-1 while (p=p->next){troot[a].weight=p->weight; troot[a].Parent=-1; troot[a].Lchild=-1; troot[a].Rchild=-1; a++;};for (int i=Letter;i<2*Letter-1;i++)troot[i].Parent=-1; int x,y,begin=0;for (int j=Letter;j<2*Letter-1;j++) while (troot[begin].Parent!=-1)begin++;个结点// 建立叶子节点// 是两个最小值的角标SelectMin(x,y,begin,j);troot[j].weight=troot[x].weight+troot[y].weight;troot[j].Lchild=x;troot[j].Rchild=y;troot[j].Parent=-1;troot[x].Parent=j;troot[y].Parent=j;}};3.统计字符的频率void Huffman::List(char a[]){LNode *p=lroot;int i=0;while(a[i]!='\0'){{while (p&&p->ch!=a[i]) // 查找链表中没有该字符或者找到该字符p=p->next;if (!p) // 如果没有该字符，创建节点。

哈弗曼树实验报告(3篇)

一、实验目的1. 理解并掌握哈弗曼树的构建原理。

2. 学会使用哈弗曼树进行数据编码和解码。

3. 了解哈弗曼编码在数据压缩中的应用。

二、实验原理哈弗曼树（Huffman Tree）是一种带权路径长度最短的二叉树，用于数据压缩。

其基本原理是：将待编码的字符集合按照出现频率从高到低排序，构造一棵二叉树，使得叶子节点代表字符，内部节点代表编码，权值代表字符出现的频率。

通过这棵树，可以生成每个字符的编码，使得编码的平均长度最小。

三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发工具：Visual Studio 2019四、实验步骤1. 构建哈弗曼树（1）创建一个结构体`HuffmanNode`，包含字符、权值、左子树和右子树指针。

```cppstruct HuffmanNode {char data;int weight;HuffmanNode left;HuffmanNode right;};（2）定义一个函数`HuffmanTree()`，用于创建哈弗曼树。

```cppHuffmanNode HuffmanTree(std::vector<char>& chars, std::vector<int>& weights) {// 创建初始二叉树std::vector<HuffmanNode> trees;for (int i = 0; i < chars.size(); ++i) {trees.push_back(new HuffmanNode{chars[i], weights[i], nullptr, nullptr});}// 构建哈弗曼树while (trees.size() > 1) {// 选择两个权值最小的节点auto it1 = std::min_element(trees.begin(), trees.end(),[](HuffmanNode a, HuffmanNode b) {return a->weight < b->weight;});auto it2 = std::next(it1);HuffmanNode parent = new HuffmanNode{0, it1->weight + it2->weight, it1, it2};// 删除两个子节点trees.erase(it1);trees.erase(it2);// 将父节点添加到二叉树集合中trees.push_back(parent);}// 返回哈弗曼树根节点return trees[0];}```2. 生成哈弗曼编码（1）定义一个函数`GenerateCodes()`，用于生成哈弗曼编码。

北邮数据结构实验-哈夫曼树

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：年月日1．实验要求利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。

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1.程序主要是通过一个类来实现类中主要包含对输入的字符串进行的处理：首先对输入的字符串进行统计，将字符串中出现的字母的次数初始化为字母的权值1.void CreatHTree(int a[],int n);//创建哈夫曼树对输入的字母及其权值建立哈夫曼树2.void CreatCodeTable(char b[],int n,int a[]);//创建编码表对哈夫曼树进行编码，创建哈夫曼编码表3.void Encode(char s1[],char c[],int m,int n);//编码对字母及其权值进行编码，找到其各字母的哈夫曼编码4.void Decode(char s1[],char b1[],int n);//解码对字符串的哈夫曼编码串进行解码5.void Selectmin(int &x,int &y,int start,int end);//寻找权值和最小的两个字母6.void Reverse(char (&code)[100],int k);//编码倒置2.1 存储结构哈夫曼树：例如：weight lchild rchild parent2.2 关键算法分析1.void CreatHTree(int a[],int n);//创建哈夫曼树对输入的字母及其权值建立哈夫曼树其中主要是寻找权值和最小的两个，算法：.构建一个数组，将其的父母为-1的weight相比较。

数据结构实验报告(哈夫曼树)

数据结构实验报告实验题目：Huffman编码与解码姓名：学号：院系：实验名称：Huffman编码与解码实验问题描述：本实验需要以菜单形式完成以下功能：1.输入电文串2.统计电文串中各个字符及其出现的次数3.构造哈弗曼树4.进行哈弗曼编码5.将电文翻译成比特流并打印出来6.将比特流还原成电文数据结构的描述：逻辑结构：本实验可用二叉树实现，其逻辑结构为一对二的形式，即一个结点对应两个结点。

在实验过程中我们也应用到了栈的概念。

存储结构：使用结构体来对数据进行存储：typedef struct{int weight;int parent,lc,rc;}HTNode,*HuffmanTree;typedef struct LNode{char *elem;int stacksize;int top;}SqStack;在main函数里面定义一个哈弗曼树并实现上述各种功能。

程序结构的描述：本次实验一共构造了10个函数：1.void HuffTree(HuffmanTree &HT,int n[],int mun);此函数根据给定的mun个权值构建哈弗曼树，n[]用于存放num个权值。

2.void Select(HuffmanTree &HT,int n,int i,int &s1,int &s2);此函数用于在HT[1,i-1]中选择parent为0且weight为最小的两个结点，其下标分别为s1,s2.3.void HuffmanCoding(HuffmanTree HT,char **&HC,int n);此函数从哈弗曼树HT上求得n 个叶子结点的哈弗曼编码并存入数组HC中。

4.void Coding(HuffmanTree HT,char **HC,int root,SqStack &S)；此函数用于哈弗曼编码，先序遍历哈弗曼树HT，求得每个叶子结点的编码字符串，存入数组HC，S为一个顺序栈，用来记录遍历路径，root是哈弗曼数组HT中根结点的位置下标。

数据结构哈夫曼编码实验报告(2023版)

数据结构哈夫曼编码实验报告实验目的：本实验旨在了解和实现哈夫曼编码算法，通过将字符转换为对应的哈夫曼编码来实现数据的压缩和解压缩。

一、引言1.1 背景介绍哈夫曼编码是一种基于字符出现频率的编码方法，通过使用不等长编码来表示不同字符，从而实现数据的高效压缩。

该编码方法在通信、存储等领域有着广泛的应用。

1.2 目标本实验的目标是实现哈夫曼编码算法，通过对给定文本进行编码和解码，验证哈夫曼编码的有效性和可靠性。

二、实验过程2.1 数据结构设计在实现哈夫曼编码算法时，我们需要设计合适的数据结构来存储字符和对应的编码。

常用的数据结构包括树和哈希表。

我们将使用二叉树作为数据结构来表示字符的编码。

2.2 构建哈夫曼树哈夫曼树是由给定字符集合构建而成的最优二叉树。

构建哈夫曼树的过程分为两步：首先根据字符出现频率构建叶子节点，然后通过合并叶子节点和父节点构造哈夫曼树。

2.3 哈夫曼编码表根据构建好的哈夫曼树，我们可以对应的哈夫曼编码表。

哈夫曼编码表由字符和对应的编码组成，可以用于字符的编码和解码。

2.4 文本压缩利用的哈夫曼编码表，我们可以对给定的文本进行压缩。

将文本中的字符逐个替换为对应的哈夫曼编码，从而实现数据的压缩。

2.5 文本解压缩对压缩后的数据进行解压缩时，我们需要利用的哈夫曼编码表，将哈夫曼编码逐个替换为对应的字符，从而还原出原始的文本数据。

三、实验结果我们使用不同长度、不同频率的文本进行了实验。

实验结果表明，哈夫曼编码在数据压缩方面有着显著的效果，可以大大减小数据存储和传输的开销。

四、实验总结通过本实验，我们深入理解了哈夫曼编码算法的原理和实现过程，掌握了数据的压缩和解压缩技术。

哈夫曼编码作为一种经典的数据压缩算法，具有重要的理论意义和实际应用价值。

附件：本文档附带哈夫曼编码实验的源代码和实验数据。

法律名词及注释：在本文档中，涉及的法律名词和注释如下：1.哈夫曼编码：一种数据压缩算法，用于将字符转换为可变长度的编码。

数据结构实验三哈夫曼树实验报告

{
m2=m1;//m1
中是最小
x2=x1;
m1=HuffNode[j].weight;
x1=j;
}
else if (HuffNode[j].weight < m2 && HuffNode[j].parent==-1)
{
m2=HuffNode[j].weight;
x2=j;
}
} /* end for */
cd.start--;
/* 求编码的低一位 */
c=p;
p=HuffNode[c].parent;
/* 设置下一循环条件 */
} /* end while */
3
实验报告 3：哈夫曼编 / 译码器
for (j=cd.start+1; j<n; j++) HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j]; HuffCode[i].start = cd.start; } /* end for */
/*
设置找到的两个子结点 x1 、 x2 的父结点信息 */
HuffNode[x1].parent = n+i;
HuffNode[x2].parent = n+i;
HuffNode[n+i].weight = HuffNode[x1].weight + HuffNode[x2].weight;
HuffNode[n+i].lchild = x1;
{
m2=HuffNode[j].weight;
x2=j;
}
2
实验报告 3：哈夫曼编 / 译码器
} /* end for */ /* 设置找到的两个子结点 x1、 x2 的父结点信息 */

北邮数据结构实验报告

二、试验内容：
用编码。
利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器
2. 程序分析
1.初始化：能够对输入的任意长度的字符串 s 进行统计，统计每
2.1 存储结构
个字符的频度，并建立哈夫曼树。
二叉树
2.建立编码表：利用已经建好的哈夫曼树进行编码，并将每个字
魏
第1页共3页
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template 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* Getroot(); //获得指向根结点的指针 protected: BiNode *root; //指向根结点的头指针 }; //声明类 BiTree 及定义结构 BiNode Data：二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成
魏
第2页共3页
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{ 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：
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北邮数据结构实验报告
符的编码输出。 3.编码：依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。
2021 级数据结构试验报告
4.译码：利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码，

数据结构实验哈夫曼树及哈夫曼编码c语言

数据结构实验报告：哈夫曼树及哈夫曼编码一、实验目的1. 理解哈夫曼树及哈夫曼编码的概念和原理；2. 掌握C语言中哈夫曼树及哈夫曼编码的实现方法；3. 分析和讨论哈夫曼编码在实际应用中的优势和不足。

二、实验内容和步骤1. 哈夫曼树的构建1.1 通过C语言实现哈夫曼树的构建算法；1.2 输入一组权值，按哈夫曼树构建规则生成哈夫曼树；1.3 输出生成的哈夫曼树结构，并进行可视化展示。

2. 哈夫曼编码的实现2.1 设计哈夫曼编码的实现算法；2.2 对指定字符集进行编码，生成哈夫曼编码表；2.3 对给定字符串进行哈夫曼编码，并输出编码结果。

三、实验过程及结果1. 哈夫曼树的构建在C语言中，通过定义结构体和递归算法实现了哈夫曼树的构建。

根据输入的权值，依次选择权值最小的两个节点构建新的父节点，直至构建完成整棵哈夫曼树。

通过调试和可视化展示，确认了程序正确实现了哈夫曼树的构建。

2. 哈夫曼编码的实现经过分析和设计，利用哈夫曼树的特点实现了哈夫曼编码的算法。

根据生成的哈夫曼树，递归地生成字符对应的哈夫曼编码，并输出编码结果。

对指定的字符串进行了编码测试，验证了哈夫曼编码的正确性和有效性。

四、实验结果分析1. 哈夫曼编码在数据传输和存储中具有较高的压缩效率和可靠性，能够有效减少数据传输量和存储空间；2. 哈夫曼树及哈夫曼编码在通信领域、数据压缩和加密等方面有着广泛的应用和重要意义；3. 在实际应用中，哈夫曼编码的构建和解码算法需要较大的时间和空间复杂度，对于大规模数据的处理存在一定的局限性。

五、实验总结通过本次实验，深入理解了哈夫曼树及哈夫曼编码的理论知识，并掌握了C语言中实现哈夫曼树及哈夫曼编码的方法。

对哈夫曼编码在实际应用中的优势和局限性有了更深入的认识，这对今后的学习和工作有着积极的意义。

六、参考文献1. 《数据结构（C语言版）》，严蔚敏赵现军著，清华大学出版社，2012年；2. 《算法导论》，Thomas H. Cormen 等著，机械工业出版社，2006年。

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器

数据结构实验报告实验名称：实验三树——哈夫曼编/解码器学生：班级：班序号：学号：日期：2014年12月11日1．实验要求利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。

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。

测试数据：I love data Structure, I love Computer。

I will try my best to study data 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Huffman树给定一组具有确定权值的叶子结点，可以构造出不同的二叉树，其中带权路径长度最小的二叉树称为Huffman树，也叫做最优二叉树。

weight lchild rchild parent 2-1-1-15-1-1-16-1-1-17-1-1-19-1-1-1weight lchild rchild parent2-1-155-1-156-1-167-1-169-1-17701713238165482967-12.2 关键算法分析（1）计算出现字符的权值利用ASCII码统计出现字符的次数，再将未出现的字符进行筛选，将出现的字符及頻数存储在数组a[]中。

void Huffman::Init(){int nNum[256]= {0}; //记录每一个字符出现的次数int ch = cin.get();int i=0;while((ch!='\r') && (ch!='\n')){nNum[ch]++; //统计字符出现的次数str[i++] = ch; //记录原始字符串ch = cin.get(); //读取下一个字符}str[i]='\0';n = 0;for ( i=0;i<256;i++){if (nNum[i]>0) //若nNum[i]==0，字符未出现{l[n] = (char)i;a[n] = nNum[i];n++;}}}时间复杂度为O（1）；（2）创建哈夫曼树：算法过程：Huffman树采用顺序存储---数组；数组的前n个结点存储叶子结点，然后是分支结点，最后是根结点；首先初始化叶子结点元素—循环实现；以循环结构，实现分支结点的合成，合成规则按照huffman树构成规则进行。

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