哈夫曼编码译码器系统

1、目录一、系统开发的背景 (1)二、系统分析与设计 (1)三、系统的设计与实现 (2)(一) 设计初始化( Initialization ) (2)(二) 设计编码( Encoding )(3)(三) 设计译码( Decoding)(3)(四) 设计印代码文件( Print )(4)(五) 设计印哈夫曼树( TreePrinting )(4)四、系统测试 (5)(一) 测试 main 函数 (5)(二) 测试编码(Encoding) 及译码(Decoding) 函数(5)(三) 测试印代码文件( Print)函数(6)(四) 测试相关的根目录 (6)五、总结 (6)六、附件(代码、部分图表) (

2、7)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】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，建立哈夫曼树，并将它存于文件 hfmTree 中。E：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

3、结果存入文件 CodeFile 中。D：译码（Decoding）。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 Text File 中。P: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。T：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TreePrint 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

4、以下报文的编 码和译码：“ THIS PROGRAM IS MY FAVORITE字符ABCDEFGHIJKLM频度1866413223210321154757153220字符NOPQRSTUVWXYZ频度5763151485180238181161(二)系统模块结构设计通过对系统功能的分析，哈夫曼编码/译码器系统功能如图1所示图1哈夫曼编码/译码器系统功能图通过上图的功能分析，把整个系统划分为5个模块：1、 初始化(Initialization)，该模块主要实现：初始化要编辑的语句，然 后语句里面有个调用输入编码的语句len=I nputCode();2、 编码(En codi ng)，该模

5、块主要实现：void En cod in g();3、译码(In codi ng)，该模块主要实现：void Decod in g();4、印代码文件(Print )，该模块主要实现：由函数 void Code_printing()5 、印哈夫曼树( TreePrinting )，该模块主要实现： coprint(p,HT);三、系统的设计与实现)，该模块主要实现(一) 初始化( Initialization void Initialization() int a,k,flag,len;a=0; len=InputCode(); for(i=0;ik)if(stri=strk)a+; flag

6、=0;k+;if(flag=0)break;if(flag)for(j=i+1;jlen;j+)if(stri=strj)+coui-a.count;n=len-a;for(i=0;in;i+)printf(%d%d ,i,coui.data); printf(%d%dn,i,coui.count);for(i=0;i=n;i+)*(z+i)=coui.data;*(w+i)=coui.count;(二) 编码( Encoding )，该模块主要实现void Encoding()char *tran;i=99;tran=(char*)malloc(100*sizeof(char);while(

7、i=99)if(fgets(tran,100,tobetran)=NULL)printf( 不能打开文件 n);break;for(i=0;*(tran+i)!=0;i+)for(j=0;jn)!n);printf( 字符错误，无法编码 break;(三) 译码( Decoding )，该模块主要实现void Decoding() char *work,*work2,i2;int i4=0,i,i3;unsigned long length=10000;work=(char*)malloc(length*sizeof(char);fgets(work,length,codef);work2=(

8、char*)malloc(length*sizeof(char);i3=2*n-1;for(i=0;*(work+i-1)!=0;i+)i2=*(work+i);if(HTi3.lchild=0) *(work2+i4)=*(z+i3-1);i4+;i3=2*n-1;i-;else if(i2=0)i3=HTi3.lchild;else if(i2=1)i3=HTi3.rchild;(四) 印代码文件( Print )，该模块主要实现void Code_printing1() char *work5; work5=(char*)malloc(51*sizeof(char); doif(fget

9、s(work5,51,txtfile)=NULL)printf( 不能读取文件 n); break;fputs(work5,CodePrin1); puts(work5);while(strlen(work5)=50); free(work5);(五) 印哈夫曼树( TreePrinting )，该模块主要实现void Tree_printing(HuffmanTree HT,int w)HuffmanTree p; p=HT+w;printf( 下面打印哈夫曼树 n);coprint(p,HT);printf( 打印工作结束 n);四、系统测试(一) 测试 main 函数欢迎使用哈夫舅编码译

10、码系统*-Mr:躱曹6编 码t.襯哈夫鷗X:MXMKitlCJtXlCMimfKXWiHKXiHiiHEMrXXitXKKltMitlHKXWiXlCXiHWiHW（二）测试编码（Encoding ）及译码（Decoding）函数欢迎使用哈夫曼编码译码系统”编 码 1、谨码 *J印哈夫曼材矢逋岀 *iOWKlWitMWK耳 K貧斗 KltlMi KNN iMK. MMtmtKHit KIWitHWitK Kit再t青先初始化哈夫曼槌表输入r金面对目录下文件t obetran.txt中的字符进行编码 编码工作莞成编码写入目录下的codefile -txt中!11!貝HHXlME 耳Wtif 梵幕

11、穂豪持耳味料從其齋 WlfMilliiWMiitMEitjiHOtJtaOtlfrifXMiKKM幘先初始化哈夫曼槌表输入rdE面对根目录下文件mile.txt中的字符讲行译码 译題成内容与入根目 录下的文件七MF i 论t中（二）测试印代码文件（Print ）函数（四）相关的根目录CodaFrinl -记事車文件 编辑血 格式(0)查看(V)帮助CH)ITHIS PROGRAME IS MY FAV0RATECvieFrin 记事事文件U測員搭式仞査看的幸助00|10001110010011010010111010001011111100000111100110101010011010010

12、110011111010001001100111Q1100001110001101五、总结系统完成的功能：本程序完成的功能是可以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） 。系统的不足：本次课程设计，我认为还有很多不足，比如说不能把一个随机 输入的字符串中不同字符作为叶子结点元素，把其在该字符串中出现的次数作为权值构造一个赫夫曼树，并得到各个叶子结点的赫夫曼编码和整个输入的字符串 的赫夫曼编码，还有不能够顺利按题目要求写出相应的文件，将编码存储在tex文件中。我的收获是：通过本次实验，提高了自已调试程序的能力，充分体会到了在程序执行时的提示性输出

13、的重要性，编写程序的时候，应先写出算法，再写程序,一段一段调试；此外，学编程一定要亲自动手，实践是检验真理正确性的唯一标准，不能眼高手低，还要学会归纳，发现编程的捷径，想着用更高效的方法去完 成一个个任务。六、附件(代码、部分图表)#include#include #include #include const int UINT_MAX=1000; char str50;typedef structint weight,K;int parent,lchild,rchild; HTNode,* HuffmanTree; typedef char *HuffmanCode; HuffmanTree

14、 HT; HuffmanCode HC; int w50,i,j,n; char z50;int flag=0;int numb=0; struct cou char data;int count;cou50;int min(HuffmanTree t,int i)int j,flag;int k=UINT_MAX; for(j=1;j=i;j+) if(tj.weights2)j=s1; s1=s2;s2=j;void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n) int m,i,s1,s2,start;int c,f

15、;HuffmanTree p;char *cd;if(n=1)return;m=2*n-1;HT=(HuffmanTree)malloc(m+1)*sizeof(HTNode); for(p=HT+1,i=1;iweight=*w; p-parent=0; p-lchild=0; p-rchild=0; for(;iparent=0;for(i=n+1;i=m;+i) select(HT,i-1,s1,s2); HTs1.parent=HTs2.parent=i; HTi.lchild=s1; HTi.rchild=s2;HTi.weight=HTs1.weight+HTs2.weight;

16、HC=(HuffmanCode)malloc(n+1)*sizeof(char*); cd=(char*)malloc(n*sizeof(char);cdn-1=0; for(i=1;i=n;i+) start=n-1; for(c=i,f=HTi.parent;f!=0;c=f,f=HTf.parent) if(HTf.lchild=c)cd-start=0;else cd-start=1;HCi=(char*)malloc(n-start)*sizeof(char); free(cd);strcpy(HCi,&cdstart);int InputCode()FILE *tobetran;i

17、f(tobetran=fopen(tobetran.txt,w)=NULL) printf( 不能打开文件 n); return 0;printf( 请输入你想要编码的字符 n); gets(str);fputs(str,tobetran); printf( 获取报文成功 n); fclose(tobetran); return strlen(str);void Initialization() int a,k,flag,len;a=0; len=InputCode(); for(i=0;ik) if(stri=strk)a+;flag=0;k+;if(flag=0) break;if(fla

18、g)for(j=i+1;jlen;j+)if(stri=strj)+coui-a.count;n=len-a;for(i=0;in;i+)printf(%d%d ,i,coui.data); printf(%d%dn,i,coui.count);for(i=0;i=n;i+)*(z+i)=coui.data;*(w+i)=coui.count;HuffmanCoding(HT,HC,w,n);printf( 字符对应的编码为 :n); for(i=1;i=n;i+) puts(HCi);printf( 下面将哈夫曼编码写入文件 nnn);FILE *htmTree;char r= ,0;if(

19、htmTree=fopen(htmTree.txt,w)=NULL)printf(can not open filen);return;fputs(z,htmTree);for(i=0;in+1;i+) fprintf(htmTree,%6d,*(w+i); fputs(r,htmTree);for(i=1;i=n;i+)fputs(HCi,htmTree); fputs(r,htmTree);fclose(htmTree);printf( 已将字符与对应编码写入根目录下文件htmTree.txt 中 nn);void Encoding()printf( 下面对目录下文件 tobetran.t

20、xt 中的字符进行编码 n);FILE *tobetran,*codefile; if(tobetran=fopen(tobetran.txt,rb)=NULL) printf( 不能打开文件 n); if(codefile=fopen(codefile.txt,wb)=NULL)printf( 不能打开文件 n);char *tran;i=99; tran=(char*)malloc(100*sizeof(char);while(i=99) if(fgets(tran,100,tobetran)=NULL)printf( 不能打开文件 n);break; for(i=0;*(tran+i)!

21、=0;i+)for(j=0;jn) printf( 字符错误，无法编码 !n); break;printf( 编码工作完成 nn 编码写入目录下的 codefile.txt 中 nn); fclose(tobetran); fclose(codefile); free(tran);void Decoding()printf( 下面对根目录下文件 codefile.txt 中的字符进行译码 n); FILE *codef,*txtfile;if(txtfile=fopen(txtfile.txt,w)=NULL)printf( 不能打开文件 n);if (codef=fopen(codefile

22、.txt,r)=NULL)printf( 不能打开文件 n);char *work,*work2,i2;int i4=0,i,i3;unsigned long length=10000; work=(char*)malloc(length*sizeof(char); fgets(work,length,codef);work2=(char*)malloc(length*sizeof(char);i3=2*n-1; for(i=0;*(work+i-1)!=0;i+) i2=*(work+i); if(HTi3.lchild=0) *(work2+i4)=*(z+i3-1); i4+;i3=2*

23、n-1;i-;else if(i2=0) i3=HTi3.lchild;else if(i2=1) i3=HTi3.rchild;*(work2+i4)=0; fputs(work2,txtfile);printf( 译码完成 n 内容写入根目录下的文件 txtfile.txt 中 nn); free(work);free(work2);fclose(txtfile); fclose(codef);void Code_printing()printf( 下面打印根目录下文件 CodePrin.txt 中编码字符 n); FILE * CodePrin,* codefile;if(CodePri

24、n=fopen(CodePrin.txt,w)=NULL)printf( 不能打开文件 n);return; if(codefile=fopen(codefile.txt,r)=NULL)printf( 不能打开文件 n);return;char *work3; work3=(char*)malloc(51*sizeof(char); do if(fgets(work3,51,codefile)=NULL) printf( 不能读取文件 n);break;fputs(work3,CodePrin); puts(work3);while(strlen(work3)=50); free(work3

25、);printf( 打印工作结束 nn);fclose(CodePrin); fclose(codefile);void Code_printing1()printf( 下面打印根目录下文件 txtfile.txt 中译码字符 n); FILE * CodePrin1,* txtfile; if(CodePrin1=fopen(CodePrin1.txt,w)=NULL) printf( 不能打开文件 n);return; if(txtfile=fopen(txtfile.txt,r)=NULL) printf( 不能打开文件 n);return;char *work5; work5=(char*)malloc(51*sizeof(char); doif(fgets(work5,51,txtfile)=NULL)printf( 不能读取文件 n);break;fputs(work5,CodePrin1);puts(work5); while(strlen(work5)=50); free(work5); printf( 打印工作结束 ); fclose(CodePrin1); fclose(txtfile);void coprint(Huff