赫夫曼树及赫夫曼编码.doc

数据结构实验报告一一、 上机实验的问题：在调试过程中，如何运用编程软件发现并修改程序的非语法错误。二、程序设计的基本思想，原理和算法描述：（包括程序的结构，数据结构，输入/输出设计，符号名说明等）程序的基本思想：1、 利用Select函数选出权值最小的两个结点；2、 利用CreatHT函数构的建赫夫曼树：先将所有的叶子结点的父结点和左右孩子结点均赋值为0，并将输入的权值依次赋给叶子结点的weight域。从树的最底部开始，循环Select函数共n-1次，将最小权的结点赋给中间结点的左孩子，将次小权的结点赋给中间结点的右孩子。3、 从叶子到根逆向求每个字符的赫夫曼编码：开辟字符串空间，从叶子结点开始，逆向寻找每个中间结点的左右孩子，开辟字符空间，为左孩子赋值为字符0，为右孩子赋值为字符1，运用strcpy函数将所得字符依次从右到左连接于所开辟的字符串空间，所得字符串即为赫夫曼编码。数据结构： typedef struct unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild;HTNode,*HuffmanTree; /动态分配数组存储赫夫曼树typedef char* HuffmanCode; /动态分配存储赫夫曼编码表三、源程序及注释：#include#include#includetypedef struct unsigned int weight;unsigned int parent,lchild,rchild;HTNode,*HuffmanTree; /动态分配数组存储赫夫曼树typedef char* HuffmanCode; /动态分配存储赫夫曼编码表void Select(HuffmanTree *ht,int n,int *s1,int *s2)/选择parent为0，并且weight最小的两个结点，其序号由变量s1、s2返回 int i;for(i=1;i=n&(*ht)i.parent!=0;i+);*s1=i;for(i=1;i=n;i+)if(*ht)i.parent=0&(*ht)i.weight(*ht)*s1.weight) *s1=i;for(i=1;i=n;i+)if(*ht)i.parent=0&i!=*s1) break;*s2=i;for(i=1;i=n;i+)if(*ht)i.parent=0&i!=*s1&(*ht)i.weight(*ht)*s2.weight) *s2=i;void CreatHT(HuffmanTree *ht,int *w,int n)/构建赫夫曼树htint i,m,s1,s2;m=2*n-1;*ht=(HuffmanTree)malloc(m+1)*sizeof(HTNode);for(i=1;i=n;i+)(*ht)i.weight=wi;(*ht)i.lchild=(*ht)i.rchild=(*ht)i.parent=0;for(i=n+1;i=m;i+)(*ht)i.weight=(*ht)i.parent=(*ht)i.lchild=(*ht)i.rchild=0;for(i=n+1;i=m;i+)Select(ht,i-1,&s1,&s2);(*ht)s1.parent=(*ht)s2.parent=i;(*ht)i.lchild=s1;(*ht)i.rchild=s2;(*ht)i.weight=(*ht)s1.weight+(*ht)s2.weight;void HuffmanCoding(HuffmanTree *ht,HuffmanCode *hc,int n)/从叶子到根逆向求每个字符的赫夫曼编码int i,start,p;unsigned int c;char *cd;hc=(HuffmanCode*)malloc(n+1)*sizeof(char *); /分配n个编码的头指针cd=(char *)malloc(n*sizeof(char); /分配当前编码的工作空间cdn-1=0; /从右向左存放编码，首先存放末尾的编码结束符for(i=1;i=n;i+)/求每个结点的赫夫曼编码start=n-1; for(c=i,p=(*ht)i.parent;p!=0;c=p,p=(*ht)p.parent)if(*ht)p.lchild=c) cd-start=0; /左分支标记为0else cd-start=1; /右分支标记为1hci=(char *)malloc(n-start)*sizeof(char); /为第i个编码分配空间strcpy(hci,&cdstart);free(cd);for(i=1;i=n;i+)printf(%d-%sn,(*ht)i.weight,hci);void main()int *w;int i,n,m,j;HuffmanTree ht;HuffmanCode hc;printf(请输入赫夫曼树的结点个数：);scanf(%d,&n);w=(int *)malloc(n+1)*sizeof(int);printf(请输入结点的权值：n);for(i=1;i=n;i+)printf(第%d个结点的权值为：,i);scanf(%d,&j);wi=j;m=2*n-1;CreatHT(&ht,w,n);printf(赫夫曼编码为：n);HuffmanCoding(&ht,&hc,n);四、运行输出结果：五、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施：1、产生的语法问题：在程序的调试过程中，出现某些变量在使用过程中未定义，以及出现“=”左右两个变量或常量的类型不匹配。 采取的措施：根据调试结果显示，修改相应的错误代码。2、产生的算法问题：在程序调试结果无误，但却无法运行。 采取的措施：在老师的帮助下，寻找并修改错误的算法代码。六、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训：算法的讨论、分析：整个算法由三个函数构成：Select函数、CreatHT函数和HuffmanCoding函数。Select函数用于寻找weight最小的两个结点，时间复杂度约为O(n);CreatHT函数函数用于建造赫夫曼树，时间复杂度约为O(n)；HuffmanCoding函数用于赫夫曼编码，时间复杂度约为O(n*n)。整个算法的时间复杂度约为O(n*n)。改进设