根据哈夫曼编码的通信系统的设计与实现

河北工业大学

《数据结构》课程实验

实验报告

题目：基于哈夫曼编码的通信系统的设计与实现

专业：计算机科学与技术

班级：计1301班

姓名：张路浩刘禄源刘磊波李浩川邹博睿王超完成日期：2015-1-13

一、试验内容

1）初始化处理：建立通信系统

（1）建立有100句中文的信息集合，每个句子称为一条信息。

（2）输入编码参数：

①从终端输入编码字符集大小n，字符编码长度m（设n为4，m为8）；

②从终端输入编码字符（设为A，B，C，D）；

（3）生成每条信息的字符编码，构造字符编码集合；

（4）计算每个字符在字符编码集合中出现的概率；

（5）根据字符概率构造哈夫曼树，求出每个字符的二进制编码。

2）发送端信息编码

（1）用户从信息集合中选择一条信息，找到该信息对应的字符编码；

（2）根据该信息的字符编码，哈夫曼树求出的每个字符的二进制编码，构造出该信息的二进制编码，记录该二进制编码。（由于是软件模拟，没有发送设备，发送端的编码工作完成）。

3）接受端信息译码

（1）根据得到的信息的二进制编码，利用哈夫曼树求出的每个字符的二进制编码，还原出信息的字符编码；

（2）根据信息的字符编码，找到对应的信息。

5、实现提示

（1）本试验涉及到通讯学科的编码理论和信息学科的数据压缩技术。

（2）根据参数生成的通信系统的所有信息的有效存储问题。

（3）信息字符编码可参考随机数的方式生成，且要求保持唯一性

二、试验目的

（1）掌握二叉树的存储结构及其相关操作。

（2）掌握构造哈夫曼树的基本思想，及其编码/译码过程。

三、流程图

.-

用字符集对信息进行字

符编码void CreatCode(HCodeType& HT,int n)

根据各字符构的频度构

造哈夫曼树

CreatHFMTree(HT,n)

开始

结束

定义字符集大小n

输入n

输入编码长度p

定义汉字信息 string message[10]

四、源程序代码

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

const int n=4;//叶子节点个数

const int MAXVALUE = 9999;

int m,p; //编码参数

string l;

int size;

//构造哈夫曼树结点

typedef struct{

int weight;//权值

int parent;//父节点

int lchild;//左子树

int rchild;//右子树

char word;//编码字符

}HNodeType;

//构造哈夫曼编码数组

typedef struct{

HNodeType HFMTree[2*n-1];//结点数

int bit[n];

int start;

}HCodeType;

HCodeType HT;

HCodeType HFMCode[n];

string message[10]={

{"人之初"},{"性本善"},{"性相近"},

{"习相远"},{"苟不教"},{"性乃迁"},{"教之道"},{"贵以专"}, {"昔孟母"},{"择邻处"}};

string psw[10];//存储编码

//对信息进行编码

void CreatCode(HCodeType& HT,int n)

{

int i,j,k;

char ch;//存储编码的字符集

//权重初始化

for(i=0;i<2*n-1;i++){

HT.HFMTree[i].weight=0;

}

cout<<"请输入编码字符集的大小:m = ";

cin>>m;

cout<<"请输入编码长度大小:p = ";

cin>>p;

cout<<"请输入编码字符:"<

for(i = 0;i

cin>>HT.HFMTree[i].word;

}

//对汉字信息进行编码

srand(time(NULL));

cout<<"**************************************************************"<

cout<<"生成的编码为:"<

for(i = 0;i<10;i++){

for(j = 0;j

ch = HT.HFMTree[rand()%m].word;

psw[i] +=ch;

for(k = 0;k

if(ch == HT.HFMTree[k].word)

HT.HFMTree[k].weight++;

}

}

if(i>0&&psw[i] == psw[i-1]){

i--;

}

else

cout<

}

cout<<"各字符出现的频度为:"<

for(i = 0;i

cout<

}

}

//创建哈弗曼树

void CreatHFMTree(HCodeType& HT,int n)

{

int i,j;

int m1,x1,m2,x2;

for(i = 0;i<2*n-1;i++){

HT.HFMTree[i].parent = -1;

HT.HFMTree[i].rchild = -1;