北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器.doc

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器.doc: .
数据结构实验报告
实验名称:实验三树——哈夫曼编/解码器
学生姓名:
班 级:
班内序号:
学 号:
口 期:2014 年 12 月 11 口
1. 实验要求
利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。
基本要求:
1、 初始化(Ink):能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个字符的频度,并建立赫夫曼树
2、 建立编码表(CreateTable):利用已经建好的赫夫曼树进行编码,并将每个字符的编码输出。
3、 编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的字符串输出。
4、 译码(Decoding):利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译码,并输出译码结果。
5、 打印(Print):以直观的方式打印赫夫曼树(选作)
6、 计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论赫夫曼编码的压缩效果。
测试数据:
I love data Structure, I puter。I will try my best to study data Structure.
提不:
1、 用户界面可以设计为“菜单”方式:能够进行交互。
2、 根据输入的字符串屮每个字符出现的次数统计频度,对没有出现的字符一律不用编码。
2. 程序分析

Huffman 树给定一组具有确定权值的叶子结点,可以构造出不同的二叉树,其中带权路径
长度最小的二叉树称为Huffman树,也叫做最优二叉树
leftchild
weight
rightchild
II,
1
parent
root
孩子双亲表示法
霣
weight lchild
rchild
parent
2
-1
-1
-1
5
-1
-1
-1
6
-1
-1
-1
7
-1
-1
-1
9
-1
-1
-1
weight lchild rchild parent
2
-1
-1
5
5
-1
-1
5
6
-1
-1
6
7
-1
-1
6
9
-1
-1
7
7
0
1
7
13
2
3
8
16
5
4
8
29
6
7
-1

(1) 计算出现字符的权值
利用ASCII码统计出现字符的次数,再将未出现的字符进行筛选,将出现的字符及頻
数存储在数组a□中。
void Huffman::Init()
{
int nNum[256]= {0}; //记录每一个字符出现的次数
int ch 二 cin. get ();
int i=0;
while((ch!=’\r’)&& (ch!=’\n’))
{
nNum[ch]++;
str[i++]二 ch;
ch = cin. get ();
//统计字符出现的次数
//记录原始字符串
//读取下一个字符
str[i]=’\0’;
n 二 0;
for ( i=0;i<256;i++)
if (nNum[i]>0) //若 nNum[i]==0,字符未出现
{
1[n] = (char)i;
a[n] = nNum[i];
n++;
时间复杂度为0 (1);
(2) 创建哈夫曼树:
算法过程:
Huffman树采用顺序存储 数组;
数组的前n个结点存储叶子结点,然后是分支结点,最后是根结点;
首先初始化叶子结点元素一循环实现;
以循环结构,实现分支结点的合成,合成规则按照huffman树构成规则进行
关键点:选择最小和次小结点合成。
void Huffman::CreatellTree()
{
HTree = new HNode [2*n~l]; //根据权重数组 a[0.. n_l]初始化 Huffman 树
for (int j = 0; j < n; j++)
HTree[j]. LChild = HTree[j]. RChild = HTree[j]. parent = -1;
}
int x, y;
for (int i = n; i < 2*n~l; i++) //开始建 Huffman 树
{
SelectMin( HTree, i, x, y) ; //从广i中选山两个权值最小的结点
IITreetx]. parent = IITreeEy]. parent = i;
HTreo[i]. weight = HTree[x]. woight+ HTree[y].