数据结构课程设计哈夫曼编码.docx

数据结构课程设计报告

题目赫夫曼编码

题目

赫夫曼编码

一、需求分析

问题描述

利用赫夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站编写一个赫夫曼码的编/译码系统。

基本要求

一个完整的系统应具有以下功能：

（1） I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立赫夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。

（2） E：编码（Encoding）o利用已建好的赫夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。

（3） D：译码（Decoding）o利用已建好的赫夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件Textfile中。

⑷P：印代码文件（Print）o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CodePrin中。

⑸T：印赫夫曼树（Treeprinting）o将已在内存中的赫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赫夫曼树写入文件TreePrint中。

测试要求

⑴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，试设计赫夫曼编码。

（2）用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THISPROGRAMEISMYFAVORITE”。

字符

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

频度

186

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

实现提示

⑴编码结果以文本方式存储在文件Codefile中。

用户界面可以设计为“菜单”方式：显示上述功能符号，再加上Q”，表示退出运行Quito请用户键入一个选择功能符。此功能执行完毕后再显示此菜单，直至某次用户选择了“。”为止。

在程序的一次执行过程中，第一次执行I,D或C命令之后，赫夫曼树已经在内存了，不必再读入。每次执行中不一定执行I命令，因为文件hfmTree可能早已建好。

二、概要设计

问题分析哈夫曼树的定义

哈夫曼树节点的数据类型定义为：

typedefstruct( 〃赫夫曼树的结构体

charch;

intweight; 〃权值

intparent,lchild,rchild;

}htnode,*hfmtree;

所实现的功能函数如下

1、 voidhfmcoding(hfmtreeHT,hfmcodeHC,intn初始化哈夫曼树，处理InputHuffman(HuffmanHfm)函数得到的数据，按照哈夫曼规则建立2叉树。此函数块调用7Select()函数。

2、 voidSelect(hfmtreeHT,inta,int*p1,int*p2) //Select函数，选出HT树到a为

止，权值最小且parent为0的2个节点

2、intmain()

主函数：利用已建好的哈夫曼树(如不在内存，则从文件hfmtree.txt中读入)

对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.txt中。如果正文中没有要编码的字符，则键盘读入并存储到ToBeTran文件中。读入ToBeTran中将要编码的内容，将编码好的哈夫曼编码存储到CodeFile中。

3、 Encoding

编码功能：对输入字符进行编码

4、 Decoding

译码功能： 利用已建好的哈夫曼树将文件 codefile.txt中的代码进行译码，结果存入文件

textfile.dat中。

Print()打印功能函数：输出哈夫曼树，字符，权值，以及它对应的编码。

主函数的简要说明，主函数主要设计的是一个分支语句，让用户挑选所实现的功能。

使用链树存储，然后分别调用统计频数函数，排序函数，建立哈夫曼函数，编码函数，译码函数来实现功能。

2)系统结构图(功能模块图)

三、详细设计

#includeiostream.h#includestdio.h#includestdlib.h#includestring.h#includefstream.htypedefstruct( 〃赫夫曼树的结构体

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