北邮-数据结构-哈夫曼树报告Word版

数据结构

实

验

报

告

实验名称：哈夫曼树

学生姓名：袁普

班级：2013211125班

班内序号：14号

学号：2013210681

日期：2014年12月

实验目的和内容

利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器。

基本要求：

1、初始化(Init)：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，

并建立哈夫曼树

2、建立编码表(CreateTable)：利用已经建好的哈夫曼树进行编码，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)：利用已经建好的哈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)：以直观的方式打印哈夫曼树（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。

7、可采用二进制编码方式（选作）

测试数据：

I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study

data Structure.

提示：

1、用户界面可以设计为“菜单”方式：能够进行交互。

2、根据输入的字符串中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

2.1 存储结构

用struct结构类型来实现存储

树的结点类型

struct HNode

{

int weight; //权值

int parent; //父节点

int lchild; //左孩子

int rchild; //右孩子

};

struct HCode //实现编码的结构类型

{

char data; //被编码的字符

char code[100]; //字符对应的哈夫曼编码};

2.2 程序流程

2.3 关键算法分析

算法1：void Huffman::Count()

[1] 算法功能：对出现字符的和出现字符的统计，构建权值结点，初始化编码表

[2] 算法基本思想：对输入字符一个一个的统计，并统计出现次数，构建权值数组，

[3] 算法空间、时间复杂度分析：空间复杂度O（1），要遍历一遍字符串，时间复

杂度O（n）

[4] 代码逻辑：

leaf=0; //初始化叶子节点个数

int i,j=0;

int s[128]={0}; 用于存储出现的字符

for(i=0;str[i]!='\0';i++) 遍历输入的字符串

s[(int)str[i]]++; 统计每个字符出现次数

for(i=0;i<128;i++)

if(s[i]!=0)

{

data[j]=(char)i; 给编码表的字符赋值

weight[j]=s[i]; 构建权值数组

j++;

}

leaf=j; //叶子节点个数即字符个数

for(i=0;i

cout<

算法2：void Init();

[1] 算法功能：构建哈弗曼树

[2] 算法基本思想：根据哈夫曼树构建要求，选取权值最小的两个结点结合，新结

点加入数组，再继续选取最小的两个结点继续构建。

[3] 算法空间、时间复杂度分析：取决于叶子节点个数，时间复杂度O（n），空间

复杂度O（1）

[4] 代码逻辑

HTree=new HNode[2*leaf-1]; n2=n0-1，一共需要2n-1个结点空间

for(int i=0;i

{

HTree[i].weight=weight[i]; 给每个结点附权值

HTree[i].lchild=-1; 初始化左右孩子和父节点，都为-1

HTree[i].rchild=-1;

HTree[i].parent=-1;

}

int x,y; //用于记录两个最小权值

for(int i=leaf;i<2*leaf-1;i++)

{

Selectmin(HTree,i,x,y); 选出两个最小权值的结点

HTree[x].parent=i; 父节点设置为新建立的结点

HTree[y].parent=i;

HTree[i].weight=HTree[x].weight+HTree[y].weight; 父节点权值为两个相加

HTree[i].lchild=x; 使父节点指向这两个孩子结点

HTree[i].rchild=y;

HTree[i].parent=-1; 父节点的父节点设为-1

}

算法3：void Selectmin(HNode*hTree,int n,int&i1,int &i2);

[1] 算法功能：从现有的结点中选择出两个最小的结点，返回其位置

[2] 算法基本思想：先选出两个没有构建的结点，然后向后依次比较，筛选出最小

的两个结点

[3] 算法空间、时间复杂度分析：空间复杂度O(1)，要遍历所有结点，时间复杂

度O(N)

[4] 代码逻辑

int i;

for(i=0;i

{

if(hTree[i].parent==-1) //父节点不是-1意味着这个结点还没有被选择过{

i1=i; 记录结点位置

break;

}

}

i++; //执行一遍for循环就加1，意为下次查找从当前位置开始查找for(;i

{

if(hTree[i].parent==-1)

{

i2=i; 记录第二个没选择过的结点编号

break;

}

}

if(hTree[i1].weight>hTree[i2].weight) 进行比较，使I1为最小的，I2为第二小的{

int j=0;

j=i2;

i2=i1;

i1=j;

}

i++;

for(;i

{

if(hTree[i].parent==-1&&hTree[i].weight

i2=i1; 使I2=I1 I1=新结点

i1=i;

}

else if(hTree[i].parent==-1&&hTree[i].weight

{ I1《新结点《I2，使I2为新节点i2=i;

}

}

算法4：void CreateTable();

[1] 算法功能：对出现的字符进行编码

[2] 算法基本思想：根据字符在哈夫曼树中的位置，从下到上编码，是左孩子编0，

右孩子编1

[3] 算法空间、时间复杂度分析：空间复杂度O(1)，要遍历data数组，时间复杂

度0(N)

[4] 代码逻辑

HCodeTable=new HCode[leaf]; 新建编码结点，个数为叶子节点个数 for(int i=0;i

{

HCodeTable[i].data=data[i];

int child=i; 初始化要编码的结点的位置

int parent=HTree[i].parent; 初始化父结点

int k=0; //统计编码个数

while(parent!=-1)

{

if(child==HTree[parent].lchild)

HCodeTable[i].code[k]='0'; //左孩子标‘0’

else

HCodeTable[i].code[k]='1'; //右孩子标‘1’

k++;

child=parent; 孩子结点上移

parent=HTree[child].parent; 父节点也上移

}

HCodeTable[i].code[k]='\0'; //将编码反向

char code[100];

for(int u=0;u

code[u]=HCodeTable[i].code[k-u-1];

for(int u=0;u

HCodeTable[i].code[u]=code[u];

cout<

cout<

length3[i]=k; //每一个字符编码的长度，为求编码总长度做准备

}

算法5：void Encoding();

[1] 算法功能：对输入的字符串进行编码

[2] 算法基本思想：找到每个字符对应的编码，将编码按顺序输出

[3] 算法空间、时间复杂度分析：空间复杂度O(1),时间复杂度0（n）

[4] 代码逻辑

cout<

for (int i=0;str[i]!='\0';i++) 遍历输入的每一个字符

{

for(int j=0;j

if(str[i]==HCodeTable[j].data) 找到字符对应的编码

{ s1=s1+HCodeTable[j].code; 将所有编码按顺序加起来

cout<

}

}

cout<

算法6：void Decoding();

[1] 算法功能：对编码串进行解码

[2] 算法基本思想：找到每段编码对应的字符，输出字符

[3] 算法空间、时间复杂度分析：时间复杂度0(N)，空间复杂度0（1）

[4] 代码逻辑（可用伪代码描述）

cout<<"解码后的字符串为: "<

char *s = const_cast(s1.c_str()); 将编码字符串转化为char

while(*s!='\0')

{

int parent=2*leaf-2; 父节点为最后一个节点

while(HTree[parent].lchild!=-1) //还有左子树，不可能是叶子节点

{

if(*s=='0') 编码为0，为左孩子

parent=HTree[parent].lchild;

else

parent=HTree[parent].rchild; 编码为1，为右孩子

s++;

}

cout<

}

cout<

……

注意分析程序的时间复杂度、内存申请和释放，以及算法思想的体现。

2.4 其他

在此次试验中使用了类和STL中的string，使用string可以方便的将单个字符的编码加起来成为总的编码后的数值，再利用STL中的转化函数可以直接将string转化为char，方便进行解码工作。总而言之，使用STL使得编码大大的简洁了。

3.程序运行结果分析

调试过程中遇到的问题主要是执行时有内存错误，检查后发现是数组有越界现象，这提醒我在编写时一定要仔细，特别是在for循环条件上一定要注意范围

哈夫曼树编码译码实验报告(DOC)

数据结构课程设计设计题目：哈夫曼树编码译码

目录 第一章需求分析 (1) 第二章设计要求 (1) 第三章概要设计 (2) （1）其主要流程图如图1-1所示。 (3) （2）设计包含的几个方面 (4) 第四章详细设计 (4) （1）①哈夫曼树的存储结构描述为： (4) （2）哈弗曼编码 (5) （3）哈弗曼译码 (7) （4）主函数 (8) （5）显示部分源程序： (8) 第五章调试结果 (10) 第六章心得体会 (12) 第七章参考文献 (12) 附录： (12)

在当今信息爆炸时代，如何采用有效的数据压缩技术节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视，哈夫曼编码正是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。哈夫曼编码是一种编码方式，以哈夫曼树—即最优二叉树，带权路径长度最小的二叉树，经常应用于数据压缩。哈弗曼编码使用一张特殊的编码表将源字符（例如某文件中的一个符号）进行编码。这张编码表的特殊之处在于，它是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的（出现概率高的字符使用较短的编码，反之出现概率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均期望长度降低，从而达到无损压缩数据的目的）。哈夫曼编码的应用很广泛，利用哈夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为哈夫曼编码。树中从根到每个叶子都有一条路径，对路径上的各分支约定：指向左子树的分支表示“0”码，指向右子树的分支表示“1”码，取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各个叶子对应的字符的编码，这就是哈夫曼编码。哈弗曼译码输入字符串可以把它编译成二进制代码，输入二进制代码时可以编译成字符串。 第二章设计要求 对输入的一串电文字符实现哈夫曼编码，再对哈夫曼编码生成的代码串进行译码，输出电文字符串。通常我们把数据压缩的过程称为编码，解压缩的过程称为解码。电报通信是传递文字的二进制码形式的字符串。但在信息传递时，总希望总长度能尽可能短，即采用最短码。假设每种字符在电文中出现的次数为Wi，编码长度为Li，电文中有n种字符，则电文编码总长度为∑WiLi。若将此对应到二叉树上，Wi为叶结点的权，Li为根结点到叶结点的路径长度。那么，∑WiLi 恰好为二叉树上带权路径长度。因此，设计电文总长最短的二进制前缀编码，就是以n种字符出现的频率作权，构造一棵哈夫曼树，此构造过程称为哈夫曼编码。设计实现的功能： (1) 哈夫曼树的建立； (2) 哈夫曼编码的生成； (3) 编码文件的译码。

贪心算法构造哈夫曼树

软件02 1311611006 张松彬利用贪心算法构造哈夫曼树及输出对应的哈夫曼编码 问题简述： 两路合并最佳模式的贪心算法主要思想如下： （1）设w={w0,w1,......wn-1}是一组权值，以每个权值作为根结点值，构造n棵只有根的二叉树 （2）选择两根结点权值最小的树，作为左右子树构造一棵新二叉树，新树根的权值是两棵子树根权值之和 （3）重复（2），直到合并成一颗二叉树为 一、实验目的 （1）了解贪心算法和哈夫曼树的定义（2）掌握贪心法的设计思想并能熟练运用（3）设计贪心算法求解哈夫曼树（4）设计测试数据，写出程序文档 二、实验内容 （1）设计二叉树结点数据结构，编程实现对用户输入的一组权值构造哈夫曼树（2）设计函数，先序遍历输出哈夫曼树各结点3)设计函数，按树形输出哈夫曼树 代码： #include #include #include #include typedef struct Node{ //定义树结构 int data; struct Node *leftchild; struct Node *rightchild; }Tree; typedef struct Data{ //定义字符及其对应的频率的结构 int data;//字符对应的频率是随机产生的 char c; }; void Initiate(Tree **root);//初始化节点函数 int getMin(struct Data a[],int n);//得到a中数值（频率）最小的数 void toLength(char s[],int k);//设置有k个空格的串s void set(struct Data a[],struct Data b[]);//初始化a,且将a备份至b char getC(int x,struct Data a[]);//得到a中频率为x对应的字符 void prin(struct Data a[]);//输出初始化后的字符及对应的频率 int n; void main() { //srand((unsigned)time(NULL));

哈夫曼树 实验报告

计算机科学与技术学院数据结构实验报告 班级2014级计算机1班学号20144138021 姓名张建华成绩 实验项目简单哈夫曼编/译码的设计与实现实验日期2016.1.5 一、实验目的 本实验的目的是进一步理解哈夫曼树的逻辑结构和存储结构，进一步提高使用理论知识指导解决实际问题的能力。 二、实验问题描述 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，此实验即设计这样的一个简单编/码系统。系统应该具有如下的几个功能： 1、接收原始数据。 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.dat中。 2、编码。 利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmtree.dat中读入），对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.dat中。 3、译码。 利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.dat中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat中。 4、打印编码规则。 即字符与编码的一一对应关系。 5、打印哈夫曼树， 将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上。 三、实验步骤 1、实验问题分析 1、构造哈夫曼树时使用静态链表作为哈夫曼树的存储。 在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各结点的信息，根据二叉树的性质可知，具有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点，所以数组HuffNode的大小设置为2n-1，描述结点的数据类型为： Typedef strcut { Int weight；/*结点权值*/ Int parent； Int lchild； Int rchild； }HNodeType； 2、求哈夫曼编码时使用一维结构数组HuffCode作为哈夫曼编码信息的存储。 求哈夫曼编码，实质上就是在已建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿结点的双亲链域回退到根结点，没回退一步，就走过了哈夫曼树的一个分支，从而得到一位哈夫曼码值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列，因此先得到的分支代码为所求编码的低位码，后得到的分支代码位所求编码的高位码，所以设计如下数据类型：

数据结构哈夫曼树的实现

#include #include #include #include using namespace std; typedef struct { unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild,ch; }HTNode,*HuffmanTree; //动态分配数组存储哈夫曼树 typedef char *HuffmanCode; //动态分配数组存储哈夫曼编码表 int m,s1,s2; HuffmanTree HT; void Select(int n){ //选择两个权值最小的结点 int i,j; for(i=1;i<=n;i++){ if(!HT[i].parent){ s1 = i;break; } } for(j=i+1;j<=n;j++){ if(!HT[j].parent){ s2 = j;break; } } for(i=1;i<=n;i++){ if((HT[s1].weight>HT[i].weight)&&(!HT[i].parent)&&(s2!=i)){ s1=i; } } for(j=1;j<=n;j++){ if((HT[s2].weight>HT[j].weight)&&(!HT[j].parent)&&(s1!=j)) s2=j; } } void HuffmanCoding(HuffmanCode HC[], int *w, int n) { // w存放n个字符的权值(均>0)，构造哈夫曼树HT，// 并求出n个字符的哈夫曼编码HC int i, j; char *cd; int p; int cdlen; int start; if (n<=1) return;

数据结构实验报告哈夫曼树

数据结构实验报告实验题目: Huffman编码与解码 姓名: 学号: 院系:

实验名称: Huffman编码与解码实验 问题描述: 本实验需要以菜单形式完成以下功能: 1、输入电文串 2、统计电文串中各个字符及其出现的次数 3、构造哈弗曼树 4、进行哈弗曼编码 5、将电文翻译成比特流并打印出来 6、将比特流还原成电文 数据结构的描述: 逻辑结构: 本实验可用二叉树实现,其逻辑结构为一对二的形式,即一个结点对应两个结点。在实验过程中我们也应用到了栈的概念。 存储结构: 使用结构体来对数据进行存储: typedef struct { int weight; int parent,lc,rc; }HTNode,*HuffmanTree; typedef struct LNode { char *elem; int stacksize; int top; }SqStack; 在main函数里面定义一个哈弗曼树并实现上述各种功能。 程序结构的描述: 本次实验一共构造了10个函数: 1.void HuffTree(HuffmanTree &HT,int n[],int mun); 此函数根据给定的mun个权值构建哈弗曼树,n[]用于存放num个权值。 2、void Select(HuffmanTree &HT,int n,int i,int &s1,int &s2);

此函数用于在HT[1,i-1]中选择parent为0且weight为最小的两个结点,其下标分别为s1,s2、 3.void HuffmanCoding(HuffmanTree HT,char **&HC,int n); 此函数从哈弗曼树HT上求得n 个叶子结点的哈弗曼编码并存入数组HC中。 4.void Coding(HuffmanTree HT,char **HC,int root,SqStack &S); 此函数用于哈弗曼编码,先序遍历哈弗曼树HT,求得每个叶子结点的编码字符串,存入数组HC,S为一个顺序栈,用来记录遍历路径,root就是哈弗曼数组HT中根结点的位置下标。 5.void InitStack(SqStack &S); 此函数用于初始化一个栈。 6.void Pop(SqStack &S,char e); 此函数为出栈操作。 7.void Push(SqStack &S,char e); 此函数为进栈操作。 8.int StackLength(SqStack S); 此函数用于求栈长,返回一个int型的值。 9.int Find(char a,char s[],int num); 此函数用于查找字符a在电文串中的位置。 10.int Recover(HuffmanTree HT,char **HC,char string[],char a[],char b[],int n); 此函数用于将比特流还原成电文。 调试分析: 输入任意一个字符串,如输入welcometoustc:运行结果如下:

哈夫曼树的建立与操作

实验六哈夫曼树的建立与操作 一、实验要求和实验内容 1、输入哈夫曼树叶子结点（信息和权值） 2、由叶子结点生成哈夫曼树内部结点 3、生成叶子结点的哈夫曼编码 4、显示哈夫曼树结点顺序表 二、详细代码（内包含了详细的注释）： #include using namespace std; typedef char Elemtype; struct element { int weight; Elemtype date; element* lchild,*rchild; }; class HuffmanTree { public: HuffmanTree()//构造函数 { cout<<"请输入二叉树的个数"<>count; element *s=new element[count];//s为指向数组的指针，保存指向数组的地址 for(int i=0;i>s[i].weight;

cout<<"输入第"<>s[i].date; s[i].lchild=NULL; s[i].rchild=NULL; }//以上为初始化每一个结点 element * *m=new element*[count];//m为指向数组成员的地址的指针，保存【指向数组成员地址的指针】的地址 for(int i=0;iweightweight; return1=i; } } for(int i=0;iweightweight>a) { b=m[i]->weight; return2=i; } } q=new element;//构建一棵新树 q->weight=m[return1]->weight+m[return2]->weight; q->lchild=m[return1]; q->rchild=m[return2]; m[return1]=q; m[return2]=NULL; //用新树替换原来的两子树,并置空一个数 } boot=q;//把最后取得的哈夫曼树的头结点即q赋值给boot

数据结构课程设计-哈夫曼树

嘉应学院计算机学院 实验报告 课程名称：数据结构课程设计 开课学期：2017-2018学年第2学期 班级： 指导老师： 实验题目：哈夫曼树 学号： 姓名： 上机时间：

一、实验目的 本实验的目的是通过对简单的哈夫曼编/译码系统的设计与实现来熟练掌握树形结构在实际问题中的应用。 二、实验问题描述 利用哈夫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，此试验即设计这样的一个简单的编/译码系统。系统应该具备如下的几个功能。 1、求出各个叶子节点的权重值 输入一个字符串，统计其中各个字母的个数和总的字母个数。 2、构造哈夫曼树 统计出的字母种类为叶子结点个数，每个字母个数为相应的权值，建立哈夫曼树。 3、打印哈弗曼树的功能模块 按照一定形式打印出哈夫曼树。 4、编码 利用已经建立好的哈夫曼树进行编码。 5、译码 根据编码规则对输入的代码进行翻译并将译码。 三、实验步骤 1、实验问题分析 （1）设计一个结构体数组保存字母的类型和个数。 { ; 字母的种类 ; 字母的个数 }; （2）在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组保存哈夫曼树中各结点

的信息，根据二叉树的性质可知，具有n个结点的哈夫曼树共有21个结点，所以数组大小设置为21,描述结点的数据类型为： { ; 权值 ; 双亲 ; 左孩子 ; 右孩子 }; []; 定义此类型的数组 （3）求哈夫曼编码，实质上是在已经建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿着结点的双亲链表域退回到根节点，每退回一步，就走过了哈夫曼树的一个分支，从而得到一位哈夫曼值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列，因此先得到的分支代码为所求编码的低位码，后得到的分支代码为所求编码的高位码，所以设计如下的数据类型： 10; { []; 每个结点的哈夫曼编码 ; 开始位置 }; （4）设置全局变量。 s; 为输入的字符串 0; 记录输入的字符串中字母的种类，即叶子结点个数 0; 记录字符串中字母的总个数 []叶子结点类型 2、功能（函数）设计 （1）统计字母种类和个数模块 此模块的功能为从键盘接受一个字符串，统计字符串中字母种类即结 点个数，每种字母出现次数即各叶子结点的权值。全局变量s保存输 入的字符串，将种类和个数保存到[]中。 函数原型：（） 如输入的字符串是“”则显示如下。

赫夫曼树实验报告

实验报告 实验原理： 霍夫曼编码（Huffman Coding）是一种编码方式，是一种用于无损数据压缩的熵编码（权编码）算法。1952年，David A. Huffman在麻省理工攻读博士时所发明的。 在计算机数据处理中，霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。 例如，在英文中，e的出现机率最高，而z的出现概率则最低。当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个比特来表示，而z则可能花去25个比特（不是26）。用普通的表示方法时，每个英文字母均占用一个字节（byte），即8个比特。二者相比，e使用了一般编码的1/8的长度，z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。 霍夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数）。树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和，记为WPL=(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln)，N个权值Wi（i=1,2,...n）构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li（i=1,2,...n）。 可以证明霍夫曼树的WPL是最小的。 实验目的： 本实验通过编程实现赫夫曼编码算法，使学生掌握赫夫曼树的构造方法，理解树这种数据结构的应用价值，并能熟练运用C语言的指针实现构建赫夫曼二叉树，培养理论联系实际和自主学习的能力，加强对数据结构的原理理解，提高编程水平。 实验内容： （1）实现输入的英文字符串输入，并设计算法分别统计不同字符在该字符串中出现的次数，字符要区分大小写；

哈工大数据结构大作业——哈夫曼树生成、编码、遍历

一、问题描述 1.用户输入字母及其对应的权值，生成哈夫曼树； 2.通过最优编码的算法实现，生成字母对应的最优0、1编码； 3.先序、中序、后序遍历哈夫曼树，并打印其权值。 二、方法思路 1.哈夫曼树算法的实现 §存储结构定义 #define n 100 /* 叶子树*/ #define m 2*(n) –1 /* 结点总数*/ typedef struct { /* 结点型*/ double weight ; /* 权值*/ int lchild ; /* 左孩子链*/ int rchild ; /* 右孩子链*/ int parent; /* 双亲链*/ 优点？ }HTNODE ; typedef HTNODE HuffmanT[ m ] ; /* huffman树的静态三叉链表表示*/ 算法要点 1)初始化：将T[0]，…T[m-1]共2n-1个结点的三个链域 均置空( -1 ),权值为0； 2)输入权值：读入n 个叶子的权值存于T的前n 个单元 T[0]，…T[n], 它们是n 个独立的根结点上的权值； 3)合并：对森林中的二元树进行n-1次合并，所产生的新 结点 依次存放在T[i](n<=i<=m-1)。每次合并分两步： (1) 在当前森林中的二元树T [0]，…T[i-1]所有结点中 选取权值 最小和次最小的两个根结点T[p1]和T[p2]作为合并对象，这 里0<= p1，p2<= i –1; (2) 将根为T[p1]和T[p2]的两株二元树作为左、右子树 合并为一 株新二元树，新二元树的根结点为T[i]。即 T[p1].parent =T[p2].parent = i ,T[i].lchild= p1,

哈夫曼树的实验报告1

一、需求分析 1、本演示程序实现Haffman编/译码器的作用，目的是为信息收发站提供一个编/译系统， 从而使信息收发站利用Haffman编码进行通讯，力求达到提高信道利用率，缩短时间，降低成本等目标。系统要实现的两个基本功能就是：①对需要传送的数据预先编码； ②对从接收端接收的数据进行译码； 2、本演示程序需要在终端上读入n个字符（字符型）及其权值（整形），用于建立Huffman 树,存储在文件hfmanTree.txt中；如果用户觉得不够清晰还可以打印以凹入表形式显示的Huffman树； 3、本演示程序根据建好的Huffman树，对文件的文本进行编码，结果存入文件CodeFile 中；然后利用建好的Huffman树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中；最后在屏幕上显示代码（每行50个），同时显示对CodeFile中代码翻译后的结果； 4、本演示程序将综合使用C++和C语言； 5、测试数据： (1)教材例6-2中数据：8个字符，概率分别是0.05，0.29，0.07，0.08，0.14，0.23，0.03， 0.11，可将其的权值看为5，29，7，8，14，23，3，11 (2)用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立Haffman树，并实现以下报文的编码和 一、概要设计 1、设定哈夫曼树的抽象数据类型定义 ADT Huffmantree{ 数据对象：D={a i| a i∈Charset,i=1,2,3,……n,n≥0} 数据关系：R1＝{< a i-1, a i >| a i-1, a i∈D, i=2,3,……n} 基本操作： Initialization(&HT，&HC,w，n,ch) 操作结果：根据n个字符及其它们的权值w[i],建立Huffman树HT,用字符数组ch[i]作为中间存储变量，最后字符编码存到HC中； Encodeing(n) 操作结果：根据建好的Huffman树，对文件进行编码，编码结果存入到文件CodeFile 中 Decodeing(HT,n) 操作结果：根据已经编译好的包含n个字符的Huffman树HT，将文件的代码进行翻译，结果存入文件TextFile中 } ADT Huffmantree

哈夫曼树实验报告

哈夫曼树实验报告 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

计算机科学与技术学院数据结构实验报告 班级 2014级计算机1班学号姓名张建华成绩 实验项目简单哈夫曼编/译码的设计与实现实验日期一、实验目的 本实验的目的是进一步理解哈夫曼树的逻辑结构和存储结构，进一步提高使用理论知识指导解决实际问题的能力。 二、实验问题描述 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，此实验即设计这样的一个简单编/码系统。系统应该具有如下的几个功能： 1、接收原始数据。 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，并将它存于文件中。 2、编码。 利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件中读入），对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件中。 3、译码。 利用已建好的哈夫曼树将文件中的代码进行译码，结果存入文件中。 4、打印编码规则。 即字符与编码的一一对应关系。 5、打印哈夫曼树， 将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上。 三、实验步骤 1、实验问题分析 1、构造哈夫曼树时使用静态链表作为哈夫曼树的存储。 在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各结点的信息，根据二叉树的性质可知，具有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点，所以数组HuffNode的大小设置为2n-1，描述结点的数据类型为： Typedef strcut { Int weight；/*结点权值*/ Int parent； Int lchild； Int rchild； }HNodeType； 2、求哈夫曼编码时使用一维结构数组HuffCode作为哈夫曼编码信息的存储。 求哈夫曼编码，实质上就是在已建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿结点的双亲链域回退到根结点，没回退一步，就走过了哈夫曼树的一个分支，从而得到一位哈夫曼码值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路

武汉理工大学数据结构与算法综合实验哈夫曼树(1)

学生学号Xxx实验课成绩 学生实验报告书 实验课程名称数据结构与算法综合实验 开课学院计算机科学与技术学院 指导教师姓名xxx 学生姓名xxx 学生专业班级xxxx 2015--2016学年第2学期

实验课程名称：数据结构与算法综合实验 实验项目名称二叉树与赫夫曼图片压缩报告成绩 实验者xx专业班级xxx组别 同组者完成日期2016年5月 2日第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验目的和要求 1.目的 掌握树的存储结构 掌握二叉树的三种遍历方法 掌握 Huffman树、Huffman编码等知识和应用 使用 C++、文件操作和 Huffman算法实现“图片压缩程序”专题编程。 2.要求 针对一幅 BMP 格式的图片文件，统计 256 种不同字节的重复次数，以每种字 节重复次数作为权值，构造一颗有 256 个叶子节点的哈夫曼二叉树。 利用上述哈夫曼树产生的哈夫曼编码对图片文件进行压缩。 压缩后的文件与原图片文件同名，加上后缀.huf （保留原后缀），如 pic.bmp 压 缩后 pic.bmp.huf 二、分析与设计 依据上述的实验目的与要求，可导出实现的二叉树与赫夫曼图片压缩软件的流程为： ① 读取图片文件、统计权值 ②生成 Huffman树 ③生成 Huffman编码 ④ 压缩图片文件 ⑤ 保存压缩的文件 1.数据结构的设计 记录统计 256种不同字节的重复次数使用整型数组。 int weight[256] = { 0 }; 二叉树的存储结构。使用结构体存储节点，使用数组存储树的节点，使用静态二叉链表方 式存储二叉树。 Huffman编码存储结构 struct HTNode { int weight;//权值

数据结构哈夫曼树和代码

#include #include #include #define N 50 //叶?子哩?结á点?数簓 #define M 2*N-1 //树骸?中D结á点?总哩?数簓 typedef struct { char data; //结á点?值μ int weight; //权ü?重? int parent; //双?亲×结á点? int lchild; //左哩?孩￠子哩?结á点? int rchild; //右 ?孩￠子哩?结á点? } HTNode; typedef struct { char cd[N]; //存?放?哈t夫え?曼?码? int start; } HCode; HTNode ht[M]; HCode hcd[N]; int n; void CreateHT(HTNode ht[],int n) { int i,k,lnode,rnode; int min1,min2; for (i=0;i<2*n-1;i++) //所ù有瓺结á点?的?相à关?域 ?置?初?值μ0 ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=0; printf("哈t夫え?曼?树骸?初?态?为a:\n"); printf("data weight parent lchild rchild\n"); for (i=0;i<2*n-1;i++) { printf("%-6c %-6d %-6d %-6d %-6d\n",ht[i].data,ht[i].weight,ht[i].parent,ht[i].lchild, ht[i].rchild); } for (i=n;i<2*n-1;i++) //构1造ì哈t夫え?曼?树骸? {

哈夫曼树实验报告

数据结构实验报告 实验名称：实验三哈夫曼树 学生姓名： 班级： 班内序号： 学号： 日期： 程序分析： 存储结构：二叉树 程序流程： template class BiTree { public: ） 1.初始化链表的头结点

2.获得输入字符串的第一个字符，并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链 表中字符的个数) 3.从字符串第2个字符开始，逐个取出字符串中的字符 将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较，如果当前取出的 字符与链表中已经存在的某个字符相同，则链表中该字符的权值加1。 如果当前取出的字符与链表中已经存在的字符都不相同，则将其加入到 链表尾部，同时n++ =n(tSize记录链表中字符总数，即哈夫曼树中叶子节点总数) 5.创建哈夫曼树 6.销毁链表 源代码： void HuffmanTree::Init(string Input) { Node *front=new Node; 建哈夫曼树（void HuffmanTree::CreateCodeTable(Node *p)） 算法伪代码： 1.创建一个长度为2*tSize-1的三叉链表 2.将存储字符及其权值的链表中的字符逐个写入三叉链表的前tSize个结点 的data域，并将对应结点的孩子域和双亲域赋为空 3.从三叉链表的第tSize个结点开始，i=tSize 3.1从存储字符及其权值的链表中取出两个权值最小的结点x,y，记录其 下标x,y。 3.2将下标为x和y的哈夫曼树的结点的双亲设置为第i个结点 3.3将下标为x的结点设置为i结点的左孩子，将下标为y的结点设置为 i结点的右孩子，i结点的权值为x结点的权值加上y结点的权值，i 结点的双亲设置为空 4. 根据哈夫曼树创建编码表

贪心法构造哈夫曼树

实验报告 （ 2013 / 2014 学年第二学期） 学院贝尔学院 学生姓名任晓强 班级学号 Q12010218 指导教师季一木 指导单位计算机软件教学中心 日期 2014年3月12日

实验一：贪心算法构造哈夫曼树 问题简述： 两路合并最佳模式的贪心算法主要思想如下： （1）设w={w0,w1,......w }是一组权值，以每个权值作为根结点值，构造n棵只有根的 n-1 二叉树 （2）选择两根结点权值最小的树，作为左右子树构造一棵新二叉树，新树根的权值是两棵子树根权值之和 （3）重复（2），直到合并成一颗二叉树为止 一、实验目的 （1）了解贪心算法和哈夫曼树的定义 （2）掌握贪心法的设计思想并能熟练运用 （3）设计贪心算法求解哈夫曼树 （4）设计测试数据，写出程序文档 二、实验内容 （1）设计二叉树结点数据结构，编程实现对用户输入的一组权值构造哈夫曼树 （2）设计函数，先序遍历输出哈夫曼树各结点 (3)设计函数，按树形输出哈夫曼树 三、程序源代码 #include #include #include #include typedef struct Node{ //定义树结构 int data; struct Node *leftchild; struct Node *rightchild;

}Tree; typedef struct Data{ //定义字符及其对应的频率的结构int data;//字符对应的频率是随机产生的 char c; }; void Initiate(Tree **root);//初始化节点函数 int getMin(struct Data a[],int n);//得到a中数值（频率）最小的数void toLength(char s[],int k);//设置有k个空格的串s void set(struct Data a[],struct Data b[]);//初始化a,且将a备份至b char getC(int x,struct Data a[]);//得到a中频率为x对应的字符void prin(struct Data a[]);//输出初始化后的字符及对应的频率 int n; void main() { //srand((unsigned)time(NULL)); Tree *root=NULL,*left=NULL,*right=NULL,*p=NULL; int min,num; int k=30,j,m; struct Data a[100]; struct Data b[100]; int i;

数据结构实验报告(哈夫曼树)

数据结构实验报告实验题目：Huffman编码与解码 姓名： 学号： 院系：

实验名称： Huffman编码与解码实验 问题描述： 本实验需要以菜单形式完成以下功能： 1.输入电文串 2.统计电文串中各个字符及其出现的次数 3.构造哈弗曼树 4.进行哈弗曼编码 5.将电文翻译成比特流并打印出来 6.将比特流还原成电文 数据结构的描述： 逻辑结构： 本实验可用二叉树实现，其逻辑结构为一对二的形式，即一个结点对应两个结点。在实验过程中我们也应用到了栈的概念。 存储结构： 使用结构体来对数据进行存储： typedef struct { int weight; int parent,lc,rc; }HTNode,*HuffmanTree; typedef struct LNode { char *elem; int stacksize; int top; }SqStack; 在main函数里面定义一个哈弗曼树并实现上述各种功能。 程序结构的描述： 本次实验一共构造了10个函数： 1.void HuffTree(HuffmanTree &HT,int n[],int mun); 此函数根据给定的mun个权值构建哈弗曼树，n[]用于存放num个权值。 2.void Select(HuffmanTree &HT,int n,int i,int &s1,int &s2);

此函数用于在HT[1,i-1]中选择parent为0且weight为最小的两个结点，其下标分别为s1,s2. 3.void HuffmanCoding(HuffmanTree HT,char **&HC,int n); 此函数从哈弗曼树HT上求得n 个叶子结点的哈弗曼编码并存入数组HC中。 4.void Coding(HuffmanTree HT,char **HC,int root,SqStack &S)； 此函数用于哈弗曼编码，先序遍历哈弗曼树HT，求得每个叶子结点的编码字符串，存入数组HC，S为一个顺序栈，用来记录遍历路径，root是哈弗曼数组HT中根结点的位置下标。 5.void InitStack(SqStack &S); 此函数用于初始化一个栈。 6.void Pop(SqStack &S,char e); 此函数为出栈操作。 7.void Push(SqStack &S,char e); 此函数为进栈操作。 8.int StackLength(SqStack S); 此函数用于求栈长，返回一个int型的值。 9.int Find(char a,char s[],int num); 此函数用于查找字符a在电文串中的位置。 10.int Recover(HuffmanTree HT,char **HC,char string[],char a[],char b[],int n); 此函数用于将比特流还原成电文。 调试分析： 输入任意一个字符串，如输入welcometoustc:运行结果如下：

哈夫曼树及其操作-数据结构实验报告(2)

电子科技大学 实验报告 课程名称：数据结构与算法 学生： *浩 学号：************* 点名序号： *** 指导教师：钱** 实验地点：基础实验大楼 实验时间： 2015.5.7 2014-2015-2学期 信息与软件工程学院

实验报告(二) 学生：**浩学号：*************指导教师：钱** 实验地点：科研教学楼A508实验时间：2015.5.7 一、实验室名称：软件实验室 二、实验项目名称：数据结构与算法—树 三、实验学时：4 四、实验原理： 霍夫曼编码（Huffman Coding）是一种编码方式，是一种用于无损数据压缩的熵编码（权编码）算法。1952年，David A. Huffman在麻省理工攻读博士时所发明的。 在计算机数据处理中，霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。 例如，在英文中，e的出现机率最高，而z的出现概率则最低。当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个比特来表示，而z则可能花去25个比特（不是26）。用普通的表示方法时，每个英文字母均占用一个字节（byte），即8个比特。二者相比，e使用了一般编码的1/8的长度，z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。 霍夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数）。树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和，记为WPL=(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln)，N个权值Wi（i=1,2,...n）构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li（i=1,2,...n）。 可以证明霍夫曼树的WPL是最小的。

数据结构实验三哈夫曼树实验报告

数据结构实验三哈夫曼树实验报告

题目：哈夫曼编/译码器 一、题目要求： 写一个哈夫曼码的编/译码系统，要求能对要传输的报文进行编码和解码。构造哈夫曼树时，权值小的放左子树，权值大的放右子树，编码时右子树编码为1，左子树编码为0. 二、概要设计： 数据结构： typedef struct { int bit[MAXBIT]; int start; } HCodeType; /* 编码结构体 */

typedef struct { int weight; int parent; int lchild; int rchild; char value; } HNode; /* 结点结构体 */ 函数： void DEMONHuffmanTree (HNode HuffNode[MAXNODE], int n) 作用：构造一个哈夫曼树，并循环构建 int main () 作用：运用已经构建好的哈弗曼树，进行节点的处理，达到成功解码编译 三、详细设计： 哈夫曼树的建立： void DEMONHuffmanTree (HNode HuffNode[MAXNODE], int n) { int i = 0, j, m1, m2, x1, x2; char x;

/* 初始化存放哈夫曼树数组HuffNode[] 中的结点*/ while (i

数据结构哈夫曼编码实验报告

数据结构实验报告 ――实验五简单哈夫曼编/译码的设计与实现 本实验的目的是通过对简单哈夫曼编/译码系统的设计与实现来熟练掌握树型结 构在实际问题中的应用。此实验可以作为综合实验，阶段性实验时可以选择其中的几个功能来设计和实现。 一、【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，此实验即设计这样的一个简单编/码系统。系统应该具有如下的几个功能： 1、接收原始数据。 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nodedata.dat 中。 2、编码。 利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件nodedata.dat中读入），对文件中的正 文进行编码，然后将结果存入文件code.dat中。 3、译码。利用已建好的哈夫曼树将文件code.dat中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat 中。 4、打印编码规则。 即字符与编码的一一对应关系。 二、【数据结构设计】 1、构造哈夫曼树时使用静态链表作为哈夫曼树的存储。 在构造哈夫曼树时，设计一个结构体数组HuffNode保存哈夫曼树中各结点的信息，根 据二叉树的性质可知，具有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点，所以数组HuffNode 的大小设置为2n-1，描述结点的数据类型为： typedef struct { int weight;//结点权值 int pare nt; int lchild; int rchild; char inf; }HNodeType; 2、求哈夫曼编码时使用一维结构数组HuffCode作为哈夫曼编码信息的存储。 求哈夫曼编码，实质上就是在已建立的哈夫曼树中，从叶子结点开始，沿结点的双亲链 域回退到根结点，没回退一步，就走过了哈夫曼树的一个分支，从而得到一位哈夫曼码值，由于一个字符的哈夫曼编码是从根结点到相应叶子结点所经过的路径上各分支所组成的0、1序列，因此先得到的分支代码为所求编码的低位码，后得到的分支代码位所求编码的高位码，所以设计如下数据类型： #defi ne MAXBIT 10 typedef struct