哈夫曼编码译码课程设计报告

《数据结构》课程设计

——赫夫曼编码/译码器设计

指导教师：李文书、周维达

班级：10电信实验班

学号：Q********

姓名：***

一、实验目的

1、提高分析问题、解决问题的能力，进一步巩固数据结构各种原理与方法。

2、熟悉掌握一门计算机语言，可以进行数据算法设计。

二、实验原理

哈夫曼编\译码器的主要功能是先建立哈夫曼树，然后利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码后进行译码。

在数据通信中，经常需要将传送的文字转换成由二进制字符0、1组成的二进制串，称之为编码。构造一棵哈夫曼树，规定哈夫曼树中的左分之代表0，右分支代表1，则从根节点到每个叶子节点所经过的路径分支组成的0和1的序列便为该节点对应字符的编码，称之为哈夫曼编码。

最简单的二进制编码方式是等长编码。若采用不等长编码，让出现频率高的字符具有较短的编码，让出现频率低的字符具有较长的编码，这样可能缩短传送电文的总长度。哈夫曼树课用于构造使电文的编码总长最短的编码方案。主要流程图如下：

三、实验步骤

1：写好流程图，设计实验方案。

2：初始化，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HuofumanTree中。

3：编码。利用已建好的哈夫曼树，对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。

4：译码。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。

5：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。

6：印哈夫曼树（Treeprinting）.将已在内存中的哈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哈夫曼树写入文件TreePrint 中。

具体函数如下：

1：Initialization() 初始化

2：Encoding() 编码

3：Decoding() 译码

4：Print_file() 打印代码文件

5：search(k,j,p) 搜索二叉树

6：Print_tree() 打印二叉树

7：menu() 主菜单

9：main() 主函数

四、实验结果与分析

（1）大致个人测试案例：

主界面：

初始化：

Huofuman.txt初始化存入文件结果如下：编码结果如下：

codefile.txt编码存入文件如下：

译码结果如下：

textfile.txt译码存入文件如下：打印结果如下：

打印树结果如下：

treeprint.txt存入文件结果如下：

（2）本例测试案例_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，试设计哈夫曼编码。

解：

假设八种字符为ABCDEFGH,将各个概率乘以100可得权值为5 29 7 8 14 23 3 11 启动程序，测试得：

初始化：

编码：

译码打印结束：

（3）本例测试案例_2

用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：

字符 A B C D E F G H I J K L M

频度188 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

解：

先假设空格为#，所以输入字符时，将空格变为#。

输入如下：

先将从空格到Z输入权值

然后对字符进行编码：

空格到Z译码

然后输入字符串并编码：

保存到Codefile.txt中

然后将开始译码并结束

将译码结果保存到Textfile.txt中

五、实验总结

从这个课程设计中，我发现了很多问题，包括文件存储，字符串输入等等，最主要的是经历了一次找BUG的过程，当把自己写的代码里的错误一个一个找出来时，是非常非常兴奋的。还是希望能有多这个经历。不喜欢copy，如果copy 了，就缺少了一次挑战自己的经历。

六、主要代码

// Huffman_2.cpp : Defines the entry point for the console application.

//

#include "stdafx.h"

#include

#include

#include

#include

#define maxsize 1000

#define len 20

#define rowsize 20

//--------初始化-------------//

struct

{

int parent;

int lchild,rchild;

int weight;

}HFM_tree[maxsize];

struct

{

int weight;

char hfstr;

}HFM_num[maxsize];

struct

{