哈夫曼树实验报告

1、实验报告1、实验目的：(1)理解哈夫曼树的含义和性质。(2)掌握哈夫曼树的存储结构以及描述方法。(3)掌握哈夫曼树的生成方法。(4)掌握哈夫曼编码的一般方法，并理解其在数据通讯中的应用。2、实验内容：哈夫曼树与哈弗曼编码、译码a.问题描述：哈夫曼问题的提出可以参考教材P.145.利用哈弗曼编码进行通信可以大大提高通信利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码。b.算法提示：参见教材P.147-148算法6.12、6.13的描述。3、实验要求：建立哈夫曼树，实现编码，译码。.初始化（Initialization）。

2、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。.编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（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。.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TextFile中。.输出代码文件（Print）。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CodePrint中。.输出哈夫曼树（TreePrinting）。将已在内存中的哈夫曼

3、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：设权值 c= (a, b, c, d , e, f, g, h)w=（5，29，7，8，14，23，3，11），n=8。 按照字符0或1确定找左孩子或右孩子，则权值对应的编码为： 5：0001，29：11，7：1110，8：1111 14：110，23：01，3：0000，11：001。四实验代码#include #include #include #include #include typedef struct int weight,K; int parent,lchild,rch

4、ild;HTNode,* HuffmanTree;typedef char *HuffmanCode;char str50;int wa50; HuffmanTree HT; HuffmanCode HC; int w50,i,j,n=8; char z50; int flag=0; int numb=0;/ -求哈夫曼编码- struct cou char data; int count;cou50;void select(HuffmanTree HT,int j,int *s1,int *s2)int i;/找weight最小的结点for (i=1;i=j;i+) if (HTi.pare

5、nt=0) *s1=i;break;for (;i=j;i+) if (HTi.parent=0)&(HTi.weightHT*s1.weight) *s1=i; HT*s1.parent=1;/找weight次小的结点for (i=1;i=j;i+) if (HTi.parent=0) *s2=i;break;for (;i=j;i+) if (HTi.parent=0)&(i!=*s1)&(HTi.weightHT*s2.weight) *s2=i; / -算法6.12-void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,in

6、t n) int m,i,s1,s2,start; int c,f; HuffmanTree p; char *cd; if(n=1) return;/检测结点数是否可以构成树 m=2*n-1; HT=(HuffmanTree)malloc(m+1)*sizeof(HTNode); for(p=HT+1,i=1;iweight=wai-1; p-parent=0; p-lchild=0; p-rchild=0; for(;iparent=0; for(i=n+1;i=m;+i) / 建哈夫曼树 select(HT,i-1,&s1,&s2); HTs1.parent=HTs2.parent=i;

7、 HTi.lchild=s1; HTi.rchild=s2; HTi.weight=HTs1.weight+HTs2.weight; 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)*size

8、of(char); strcpy(HCi,&cdstart); free(cd); /-获取报文并写入文件-int InputCode() FILE *tobetran;int i=0; if(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);scanf(%s,&str); fputs(str,tobetran); printf(请输入你相应编码的权值n);for(i=0;istrlen(str);i+)scanf(%d,&wai); while(wai!=0) fprint

9、f(tobetran,%d,wai+); printf(获取报文成功n); fclose(tobetran); return strlen(str);/-初始化哈夫曼链表-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(flag) for(j=i+1;jlen;j+) if(stri=strj) +coui-a.count; n=len-a; for(i=0;in;i+) printf(%c,c

10、oui.data); printf( ); printf(%dn,coui.count); for(i=0;i=n;i+) *(z+i)=coui.data; *(w+i)=coui.count; HuffmanCoding(HT,HC,w,8);/-打印编码- printf(字符对应的编码为n:); for(i=1;i=n;i+) puts(HCi); /-将哈夫曼编码写入文件-printf(下面将哈夫曼编码写入文件n); FILE *htmTree; char r= ,0; if(htmTree=fopen(htmTree.txt,w)=NULL) printf(can not open

11、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n);/-编码函数-void Encoding() printf(下面对目录下文件tobetran.txt中的字符进行编码n); FILE *tobetran,*codefile; if(to

12、betran=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)!=0;i+) for(j=0;jn) printf(字符错误，无法编码!n); break;

13、 printf(编码工作完成,编码写入目录下的codefile.txt中n); fclose(tobetran); fclose(codefile); free(tran);/-译码函数-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.txt,r)=NULL) printf(不能打开文件n); char *work,*work2,

14、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*n-1; i-; else if(i2=0) i3=HTi3.lchild; else

15、if(i2=1) i3=HTi3.rchild; *(work2+i4)=0; fputs(work2,txtfile); printf(译码完成n); printf(内容写入根目录下的文件txtfile.txt中n); free(work); free(work2); fclose(txtfile); fclose(codef);/-打印编码的函数-void Code_printing() printf(下面打印根目录下文件CodePrin.txt中编码字符); FILE * CodePrin,* codefile; if(CodePrin=fopen(CodePrin.txt,w)=NUL

16、L) 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); printf(打印工作结束n); fclos

17、e(CodePrin); fclose(codefile);/-打印译码函数-void Code_printing1() Printf(下面打印根目录下文件txtfile.txt中译码字符); 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(ch

18、ar); do if(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n); fclose(CodePrin1); fclose(txtfile);/-打印哈夫曼树的函数-void coprint(HuffmanTree start,HuffmanTree HT) if(start!=HT) FILE * TreePrint; if(TreePrint=fope

19、n(TreePrint.txt,a)=NULL) printf(创建文件失败n); return; numb+; coprint(HT+start-rchild,HT); printf(%d,setw(5*numb); printf(%d,start-weight); fprintf(TreePrint,%dn,start-weight); coprint(HT+start-lchild,HT); numb-; fclose(TreePrint); 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);/-主函数-void main() char choice;printf(*n); printf(欢迎使用哈夫曼编码解码系统n); printf(*n); printf(1)要初始化哈夫曼链表请输入in); printf(2)编码请输