哈夫曼编码译码数据结构课程设计--王政锐.docVIP

数据结构课程设计 题目：哈夫曼编码译码 姓名： 专业 目录 一、系统开发的背景…………………………………………………… ………………….2 二、系统分析与设计…………… ……………………………………………………………… 2 （1）系统功能要求……………………………………………………………….…………2 （2）设计包含的几个方面………… ………………………………………………………3 三、详细设计………………………………………………………………………….…………3 四、流程图…………………………………………………………………………….…………8 五、调试结果……………………………………………………………………….…………10 六、心得体会……………………………………………………………………….…………11 七、附录（源代码）……………………………………………………………….…………11 哈夫曼编/译码器系统 一、系统开发的背景 为了提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本，且在信息发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在信息接收端将传来的数据进行译码（复原），因此设计哈夫曼编码/译码器系统。 二、系统分析与设计 （一）系统功能要求： 【任务要求】 1：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，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。 2：编码（Encoding）。利用以建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree中读入），对文件To Be Tran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。 3：译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树将文件Code File中的代码进行译码，结果存入文件Text File中。 4：印代码文件（Print）。将文件Code File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Code Prin中。 5：印哈夫曼树（Tree Printing）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件Tree Print中。 【测试数据】 利用教科书中的数据调试程序。 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：“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”。 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 （二）设计包含的几个方面： ① 哈夫曼树的建立: 哈夫曼树的建立由哈夫曼算法的定义可知，初始森林中共有n棵只含有根结点的二叉树。算法的第二步是：将当前森林中的两棵根结点权值最小的二叉树，合并成一棵新的二叉树；每合并一次，森林中就减少一棵树，产生一个新结点。显然要进行n－1次合并，所以共产生n－1个新结点，它们都是具有两个孩子的分支结点。由此可知，最终求得的哈夫曼树中一共有2n－1个结点，其中n个结点是初始森林的n个孤立结点。并且哈夫曼树中没有度数为1的分支结点。我们可以利用一个大小为2n--1的一维数组来存储哈夫曼树中的结点。 ② 哈夫曼编码: 要求电文的哈夫曼编码，必须先定义哈夫曼编码类型，根据设计要求和实际需要定义的类型如下： typedet struct { char ch; // 存放编码的字符 char bits[N＋1]; // 存放编码位串 int len; // 编码的长度 }CodeNode; // 编码结构体类型 ③ 代码文件的译码: 译码的基本思想是：读文件中编码，并与原先生成的哈夫曼编码表比较，遇到相等时，即取出其对应的字符存入一个新串中。 三、详细设计 （1）①哈夫曼树的存储结构描述为： #define N 50 // 叶子结点数 #define M 2*N-1 // 哈夫曼树中结点总数 typedef struct { int weight; int lchild, rchild, parent; // 左右孩子及双亲指针 }HTNode; typedef HTNode HuffmanTree[M+1]; ②哈弗曼树的算法 void CreateHT(HTNode ht[],int n) int i,k,lnode,rnode; int mi