哈夫曼编码译码系统实验报告，数据结构课程设计

安徽大学

数据结构课程设计报告

项目名称：哈弗曼编/译码系统的设计

与实现 姓名：鉏飞祥 学号：E21414018 专业：软件工程

完成日期 2016/7/4

计算机科学与技术学院

1 .需求分析 1.1问题描述

?

问题描述：利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，

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（解码）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站设计一个哈夫曼编译码系统。

1.2基本要求

(1) 输入的形式和输入值的范围； (2) 输出的形式； (3) 程序所能达到的功能。 1.基本要求

（1）初始化（Initialzation）。从数据文件DataFile.data中读入字符及每个字符的权值，建立哈夫曼树HuffTree；

（2）编码（EnCoding）。用已建好的哈夫曼树，对文件ToBeTran.data中的文本进行编码形成报文，将报文写在文件Code.txt中；

（3）译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树，对文件CodeFile.data中的代码进行解码形成原文，结果存入文件Textfile.txt中；

（4）输出（Output）。输出DataFile.data中出现的字符以及各字符出现的频度（或概率）；输出ToBeTran.data及其报文Code.txt；输出CodeFile.data及其原文Textfile.txt；

2. 概要设计

说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义。主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。

(1) 数据结构 哈夫曼树的节点 struct huff

1

{

int weight; int parent; int l; int r; };

哈夫曼编码的存储 struct huff *hufftree;

(2) 程序模块

选择1到i-1中parent为0且权值最小的两个下标 void Select(struct huff *HT, int n, int&s1, int&s2) 构建哈夫曼树：

voidhuffmancoding(struct huff *ht,int *w,int n) 对原文进行编码： void code(char *c) 根据报文找到原文： void decoding(char *zifu)

3. 详细设计 核心技术分析：

1：构建哈夫曼树及生成哈夫曼编码：

根据每个字符权值不同，根据最优二叉树的构建方法，递归生成哈夫曼树，并且用数组存放哈夫曼树。

再从每一叶子节点向树根遍历，求得编码 例如：

如图所示的四个节点v1，v2，v3，v4，他们的权值分别为7，11,4,5 7 11 4 5

2

V1 V2 V3 V4 第一步：选择两个权值最小的节点作为左右子孩子，建立一个二叉树，双亲权值为两个自孩子之和，如图

7 11 9

重复第一步：

11 16

重复第一步： 16

V3 3

V1 V2 V V3 V4 V2 V1 V3 V4 27

V2 V1 V4 则此时建立的是优有二叉树，约定定左子树边编码为1，右子树编码为0，则可以对次二叉树进行编码，如图：

则各顶点的编码为： V1 01 V2 1 V3 001 V4 000

2：将原文编码：

逐个从文件读入字符，根据已经建立好的哈夫曼树，找到每一字符对应的编码

3：将报文译码： 步骤一：

先读入一个字符，存入匹配字符串 步骤二：

根据匹配串找所有的哈夫曼编码，如果找到对应的编码，则输入该编码所对

4

1 V2 0 1 0 V1 1 V3 0 V4