Huffman编码译码器

课程设计：Huffman编码/译码器

一、任务描述

任务：设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统。

要求：建立一个文本文件，统计该文件中各字符频率，对各字符进行Huffman编码，将该文件翻译成Huffman编码文件，再将Huffman编码文件翻译成原文件。

“压缩文件”即：读文件、统计文件中的字符个数、对文件进行哈夫曼编码和译码、并将编码译码后的字符存储在文件中。

根据以上任务说明，设计数据结构，并设计程序完成功能。

二、问题分析

分析设计课题的要求，要求编程实现以下功能：

（1）创建最小Huffman树；

（2）统计文件中个字符的个数（频率）；

（3）对个字符进行编码；

（4）将原文件翻译成编码文件；

（5）将编码文件翻译成原文件；

（6）创建yuanwj.txt、yima.txt、out.txt

三、数据结构设计

选用二叉树链表实现。有关的定义如下：

typedef struct node //哈夫曼树节点的结构体定义

{

char data;

int weight;

int parent,lc,rc;

}NODE;

typedef struct abc

{

char ch;

char str[20];

int s;

}ABC;

四、功能设计

（一）、主控菜单设计

为实现编码译码的操作功能，首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单程序，然后再为这些菜单项配上相应的功能。

程序运行后，给出4个菜单项的内容和输入提示，如下：

1、键盘输入进行编码；

2、读文件进行编码；

3、译码；

4、退出系统；

（二）程序模块结构

由课题要求可将程序划分为以下几个模块：

（1）统计字符的频度tongji();

（2）建立哈弗曼树haffman() ;

（3）编码 huffmancode();

（4）输入input();

（5）输出output();

（6）译码yima();

（三）、函数调用关系

其中main()是主函数，它进行菜单驱动，根据选择项0~3调用相应的函数。main()函数使用switch循环实现重复选择。其循环结构如下：

switch(choice)

{

case 1: printf("\t请输入字符串:\n\t");fflush(stdin);

gets(s);

fp=fopen("D:\\yuanwj.txt","w");

fputs(s,fp);

fclose(fp);

case 2:tongji();

haffman();

huffmancode();

printf("您所输入的字母为:");

input();

printf("您所输入的字母对应的编码为:");

output();

getch();

break;

case 3: printf("译码为:");

yima(); getch();

break;

case 0:return;

}

（四）文件结构

1、mn.h：主菜单函数的声明

2、mn.cpp：主菜单函数的实现

3、main.cpp：主函数

(五)各函数算法设计

1、void tongji()

{

char str1[100];

char ch,s;

int i,j,count1=0,count2,k; //count1为存入字符的个数

FILE *fp;

if((fp=fopen("D:\\yuanwj.txt","rt"))==NULL)

{

printf("\n 无法打开!\n");

getchar();

exit(1);

}

ch=fgetc(fp);

i=1;

while(ch!='#')

{

str1[i]=ch; //将输入的字符存入str[i]

count1=i;

i++;

ch=fgetc(fp);

}

fclose(fp); //关闭文件

k=0;

for(i=1;i<=count1;i++)

{

if(str1[i]!='0') //字符串以'\0'结束

{

s=str1[i];

count2=0;

for(j=1;j<=count1;j++) //遍访字符串统计频率count2

if(str1[j]==s)

{

count2++;

str1[j]='0';

}

r[k].data=s; //将每个字符分别赋给r[k].data,这里已经没有重复字符

r[k].weight=count2; //频率即为权值

r[k].lc=r[k].rc=r[k].parent=0; //初始化

k++;

}

}

n=k;

}

//哈夫曼树的建立

2、void haffman()

{

int i,j,m1,m2,x1,x2; //m1,m2分别存放最小和次小权值，

//x1，x2分别存放m1和m2的结点地址即该结点在数组r中的下标

i=0;

while(i

{

m1=m2=32767; //初始化

x1=x2=0;

for(j=0;j

if((r[j].weight

{

m2=m1;

x2=x1;

m1=r[j].weight;