题目：哈夫曼编码和译码系统院系：
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实训报告
目录
一、前言 (1)
二、需求分析 (1)
1.问题描述 (1)
2.基本要求 (1)
3.根据需求，该系统应具备以下功能......................2.
三、概要设计 (2)
1.哈夫曼编码和译码的方法概述 (2)
2.流程图 (3)
四、详细设计 (4)
1.用类来定义变量和函数 (4)
2.构造哈夫曼树 (5)
3.根据哈夫曼树进行哈夫曼编码 (6)
4.输出对应的哈夫曼编码表 (7)
5.对输入的字符进行编码 (8)
6.对输入的编码进行译码 (9)
7.主函数 (10)
五、调试分析 (13)
六、实验总结 (16)
一、前言
在这个信息高速发展的时代，每时每刻都进行着大量的信息传递，到处都离不开信息，它贯穿在人们日常的生活之中，对人们产生的影响日趋扩大，而利用哈夫曼码进行通信则可以大大提高信道利用率，缩短通信传输时间，降低传输成本。在生产中则可以更大可能的降低成本从而获得更大里润，这也是信息时代发展的趋势所在。本次实训设计的是哈夫曼编码和译码系统，建立一个简易的系统，对于给定的一篇英文文章，统计字符出现的概率，并根据概率建立Huffman树，利用Huffman 编码对文章进行编码和译码。掌握Huffman树的建立与应用，并进一步熟练掌握程序的设计流程。这是个拥有完整功能的系统程序，对将所学到的知识运用到实践中，在设计的同时，培养了学生各方面的能力。
二、需求分析
1.问题描述
在传送电文时，人们总是希望传送时间尽可能短，这就是要求使电文代码长度尽可能短。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能够对待传输数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码，所以为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编译码系统。
2.基本要求
输入一段英文原文，构造哈夫曼树，生成对应的编码表，输出原文对应的编码，或者是根据已生成的编码表，输入一段二进制数编码，得
到对应的字符原文。
3.根据需求，该系统应具备以下功能
对给出的字符以及字符的权值构造哈夫曼树，生成对应的编码表
输入一段原文，对原文进行编码
输入二进制编码，输出对应的原文
三、概要设计
1.哈夫曼编码和译码的方法概述
初始化，每个字符就是一个结点，对应节点的权值大小，选取权值最小的两个结点，以它们为儿子，构造出一个新的结点；新结点的权值就是它两个儿子的权值之和；构造之后，从原来的结点序列里删除刚才选出的那两个结点，但同时将新生成的结点加进去；如果结点序列里只剩下一个结点，表示构造完毕，退出。否则回到第一步。
对某个结点而言，其左孩子在当前阶段的编码为0，右孩子的编码为1，这样就可以通过遍历树来生成字符一一对应的编码表
来到这里，基本上艰苦的已经完成了，对某个具体的字符串编码和解码就只是简单的“查表——替换”的工作了。
译码：
译码也是个简单的查表--替换过程。如果利用该种编码发送字符串，则它的“字符——编码”对应表也必须发送过去，然后对给出的一串编码，从左向右，将编码组合起来并查表，一旦找到有匹配的字符，则将当前的编码替换为对应的字符。
因为该编码是不会出现”某一个字符的编码是另一个字符编码的
缀”这种情况的，也就是不会出现类似于“A 为00而B 为0010”这样的情况，所以译码出来的字符串是唯一的，而且就是原来进行编码的那一个。
2.流程图
四、详细设计
1.用类来定义变量和函数
class Node //节点类
{
public:
friend Hafuman;
char data; //结点值
int weight; //权值
int parent; //双亲结点
int lchild; //左孩子结点
int rchild; //右孩子结点
void CreateHT(Node ht[], int n);
void CreateHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n);
};
class Hafuman
{
public:
friend Node;
char cd[N]; //存放哈夫曼码
int start; //从start开始读cd中的哈夫曼码
void DispHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n);
void editHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n);
void deHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n);
};
2.构造哈夫曼树
void Node::CreateHT( Node ht[], int n) {
int i, k, lnode, rnode;
int min1, min2;
for (i = 0; i<2 * n - 1; i++)
ht[i].parent = ht[i].lchild = ht[i].rchild = -1; //所有结点的相关域置初值-1
for (i = n; i<2 * n - 1; i++) //构造哈夫曼树
{
min1 = min2 = 32767; //int的围是-32768—32767
lnode = rnode = -1；//记录最小权值的两个结点位置
for (k = 0; k <= i - 1; k++)
{
if (ht[k].parent == -1) //只在尚未构造二叉树的结点中查找
{
if (ht[k].weight { min2 = min1; rnode = lnode; min1 = ht[k].weight; lnode = k; } else if (ht[k].weight { min2 = ht[k].weight; rnode = k; } } } ht[lnode].parent = i; ht[rnode].parent = i; //两个最小节点的父节点是i ht[i].weight = ht[lnode].weight + ht[rnode].weight; //两个最小节点的父节点权值为两个最小节点权值之和 ht[i].lchild = lnode; ht[i].rchild = rnode; //父节点的左节点和右节点 } } 3.根据哈夫曼树进行哈夫曼编码 void Node::CreateHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n) { int i, f, c; Hafuman hc; for (i = 0; i { hc.start = n; c = i; f = ht[i].parent; while (f != -1) //循序直到树根结点结束循环{ if (ht[f].lchild == c) //处理左孩子结点 hc.cd[hc.start--] = '0'; else //处理右孩子结点 hc.cd[hc.start--] = '1'; c = f; f = ht[f].parent; } hc.start++; //start指向哈夫曼编码hc.cd[]中最开始字符 hcd[i] = hc; } } 4.输出对应的哈夫曼编码表 void Hafuman::DispHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n) { int i, k; cout << " 输出哈夫曼编码:\n"; for (i = 0; i { cout<<"\t"< for (k = hcd[i].start;k<=n; k++)//输出所有data中数据的编码 { cout<< hcd[i].cd[k]; } cout<<"\n"; } } 5.对输入的字符进行编码 void Hafuman::editHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n) { char string[MAXSIZE]; int i, j, k; cin>> string; //把要进行编码的字符串存入string数组中 cout<<"\n输出编码结果:\n"; for (i = 0; string[i] != '#'; i++) //#为终止标志 { for (j = 0; j { if (string[i] == ht[j].data || string[i] == ht[j].data+32)//循环查找与输入字符相同的编号，相同的就输出这个字符的编码 { for (k = hcd[j].start; k <= n; k++) { cout<< hcd[j].cd[k]; } break; //输出完成后跳出当前for循环 } } } } 6.对输入的编码进行译码 void Hafuman::deHCode(Node ht[], Hafuman hcd[], int n) //译码函数 { char code[MAXSIZE]; int i, j, k, m, x,Knum = 50; cin>> code; //把要进行译码的字符串存入code数组中 while (code[0] != '#') for (i = 0; i { m = 0; //m为想同编码个数的计数器 for (k = hcd[i].start,j=0;k<=n;k++,j++) //j为记录所存储这个字符的编码个数 if (code[j] == hcd[i].cd[k]) //当有相同编码时m值加1 m++; } if (m == j) //当输入的字符串与所存储的编码字符串个数相等时则输出这个的data数据 { cout<< ht[i].data; for (x = 0; code[x - 1] != '#'; x++) //把已经使用过的code数组里的字符串删除 { code[x] = code[x + j]; } } Knum--; if (Knum < 1) { code[0] = '#';} } } 7.主函数 void main() { int n = 26, i; int x, flag = 1; Node a; Hafuman b; Char str[]={ 'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R', 'S','T','U','V','W','X','Y','Z' };//初始化 Int fnum[]= { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22,23,24,25,26 }; //初始化 Node ht[M]; Hafuman hcd[N]; for (i = 0; i { ht[i].data = str[i]; ht[i].weight = fnum[i]; } while (flag) //菜单函数，当flag为0时跳出循环 { cout<<"\n"; cout<<"\n *************************************************"; cout<<"\n ** 1--------------显示编码-----------1 **"; cout<<"\n ** 2--------------进行编码-----------2 **"; cout<<"\n ** 3--------------进行译码-----------3 **"; cout<<"\n ** 4----------------退出-------------4 **"; cout<<"\n *************************************************"; cout<<"\n"; cout<<"请输入选择的编号:"; cin >>x; switch (x) { case 1: system("cls"); //清屏函数 a.CreateHT(ht, n); a.CreateHCode(ht, hcd, n); b.DispHCode(ht, hcd, n); cout<<"\n按任意键返回..."; _getch(); system("cls"); break; case 2: system("cls"); cout<<"请输入要进行编码的字符串(以#结束):\n"; b.editHCode(ht, hcd, n); cout<<"\n按任意键返回..."; _getch(); system("cls"); break; case 3: system("cls"); b.DispHCode(ht, hcd, n); cout<<"请输入编码(以#结束):\n"; b.deHCode(ht, hcd, n); cout<<"\n按任意键返回..."; _getch(); system("cls"); break; case 4: flag = 0; break; default: system("cls"); } } } 五、调试分析 一般情况下，为解决一个问题所编写的程序代码较长，可能包括几 百条甚至成千上万条语句。在检查并排除所有语法错误后，还会有不易发现的逻辑错误，因此要对程序进行认真仔细的测试与调试。 1、运行代码，显示主菜单 2、将字符编码，显示编码 3.输入新的字符串，进行编码 4.输入新的二进制数，将其译为字符 七、实验总结 本次实训结合了之前所学的哈夫曼算法，并利用其原理实现哈夫曼编码/译码系统；实验难度较之前的几次实验有所增加，所以花了比较多的时间来编写，测试代码。期间参考了网上的一些程序，通过结合分析，了解其他人在实现这个算法时的思想，也借鉴了其中的一些东西，同时加入了自己的想法。最终完成了本次的实训。通过这次实验，我了解了一个算法到一个可以执行的程序之间还有很多工作需要做，深刻体会到实践出真知的到了，看似简单的算法在实现时却话费了这么多时间，但是这个过程中也让我学到了很多。 JAVA语言实验报告 学院计算机工程学院班级计算1013 姓名佐伊伦学号 201081xxxx 成绩指导老师 xxxx 2012年09月03日 目录 目录 (1) 1 课程设计的目的和意义 (2) 2 需求分析 (3) 3 系统（项目）设计 (5) ①设计思路及方案 (5) ②模块的设计及介绍 (5) ③主要模块程序流程图 (8) 4 系统实现 (11) ①主调函数 (12) ②建立HuffmanTree (12) ③生成Huffman编码并写入文件 (15) ④电文译码 (16) 5 系统调试 (17) 参考文献 (21) 附录源程序 (22) 1 课程设计的目的和意义 在当今信息爆炸时代，如何采用有效的数据压缩技术来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”的序列作为和各个对应的字符的编码，这就是哈夫曼编码。 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，总希望总长度尽可能最短，即采用最短码。 作为信息管理专业的学生，我们应该很好的掌握这门技术。在课堂上，我们能过学到许多的理论知识，但我们很少有过自己动手实践的机会！课程设计就是为解决这个问题提供了一个平台。 在课程设计过程中，我们每个人选择一个课题，认真研究，根据课堂讲授内容，借助书本，自己动手实践。这样不但有助于我们消化课堂所讲解的内容，还可以增强我们的独立思考能力和动手能力；通过编写实验代码和调试运行，我们可以逐步积累调试C程序的经验并逐渐培养我们的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。 在课程设计过程中，我们不但有自己的独立思考，还借助各种参考文献来帮助我们完成系统。更为重要的是，我们同学之间加强了交流，在对问题的认识方面可以交换不同的意见。同时，师生之间的互动也随之改善，我们可以通过具体的实例来从老师那学到更多的实用的知识。 数据结构课程具有比较强的理论性，同时也具有较强的可应用性和实践性。课程设计是一个重要的教学环节。我们在一般情况下都能够重视实验环节，但是容易忽略实验的总结，忽略实验报告的撰写。通过这次实验让我们明白：作为一名大学生必须严格训练分析总结能力、书面表达能力。需要逐步培养书写科学实验报告以及科技论文的能力。只有这样，我们的综合素质才会有好的提高。 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。 哈夫曼编码译码器 哈夫曼编码译码器 学院班级: 信息工程学院软件1501 指导教师: 朱俊武 小组成员: 刘洋蒋佳烨冀若含 本人学号: 151303107 报告书写: 冀若含 学生成绩: 目录 一、总体介绍·····························03-04 二、详细设计·····························04-11 三、运行测试·····························11-12 四、课设总结·····························13-13 五、附录代码·····························13-19 一、总体介绍 1.1任务概述 我们小组做了两个版本，其中一个为文件操作版，另一个为键盘操作版。两个版本都实现了哈夫曼编码/译码操做。我主要负责的是构造哈夫曼树，给出各个字符的哈夫曼编码，加密操做，整个键盘操作版系统的代码重组、编辑。开发的过程中使用了Codelite、Dev、Vc等软件。参考书籍为《数据结构》（c语言版）。 其中文件操作版的具体实现为： ○1能够实现对26个小写字母外加空格进行哈夫曼编码，并能够对一整篇文章（有小写字母和空格组成）进行加密，生成密码文件。最后根据生成的密码翻译出原文并存档。 ○2在使用程序时，使用者只需要对ToBetran文件进行原文的输入（使用小写字母或空格），加密和解密功能由程序自主来完成。 ○3程序运行的过程中会输出进行编码的26个小写字母和空格（字符型），并输出其对应的权值（整型）。还输出字符的编码及生成的密文。最后输出解密后的原文。 键盘操作版为： ○1要求从键盘输入字符集和字符的权值，大部分字符均可输入，需要各个字符的权值不能相同。 ○2利用输入的权值建立哈夫曼树，得到每个字符的前缀编码。 ○3输入字符串，程序对其进行加密。 ○4输入密文（1010101……………..）对密文进行解密。 计算机与信息工程系 《实践环节名称》报告 专业：计算机科学与技术 班级：******** 学号：********* 姓名：杨明英 报告完成日期：2011/6/10 指导教师：*** 评语： 成绩： 批阅教师签名：批阅时间： 目录 1．问题描述 (1) 2．基本要求 (1) 3．数据结构 (1) 4．总体设计 (1) 5．详细设计 (2) 5.1主函数 void main() (2) 5.2建立文件 void jianliwenjian() (3) 5.3输入原文 void luruyuanwen() (4) 5.4创建哈夫曼树 void chuangjian() (5) 5.5编码 void bianma() (6) 5.6对哈夫曼码译码 void yiwen() (7) 5.7保存译文 void baocunyiwen() (8) 5.8输出原文 void duquyuanwen() (9) 5.9输出原文编码void duqubianma() (10) 5.10输出译文 void duquyiwen() (11) 6．测试与调试 (11) 7．源程序清单 (8) 8．实验心得 (28) 1.问题描述 打开一篇英文文章，统计该文章中每个字符出现的次数，然后以它们作为权值，设计一个哈夫曼编/译码系统。 2.基本要求 以每个字符出现的次数为权值，建立哈夫曼树，求出哈夫曼编码，对文件yuanwen 中的正文进行编码，将结果存到文件yiwen中，再对文件yiwen中的代码进行译码，结果存到textfile中。 3.数据结构 char CH[N]; //记录原文字符数组 char YW[N]; //记录译文字符数组 typedef char * Hcode[m+1]; //存放哈夫曼字符编码串的头指针的数组 typedef struct { char a; int num; }dangenode; //记录单个字符的类别和出现的次数 typedef struct { dangenode b[m]; int tag; }jilunode; //统计原文出现的字符种类和数量 typedef struct node //静态三叉的哈夫曼树的定义 { int weight; //结点的权值 int parent; //双亲的下标 int Lchild; //左孩子结点的下标 int Rchild; //右孩子结点的下标 }htnode,hn[M+1]; // hn是结构数组类型，0号单元不用 4.总体设计 功能函数模块划分 void main() //主函数 void jianliwenjian() //建立存储原文的文件yuanwen void luruyuanwen() //通过程序录入原文到文件yuanwen中 void min_2(hn ht,int n,int *tag1,int *tag2) //选择权值较小的两个结点 void chuangjian(jilunode * jilu,hn ht) //建立哈夫曼树 void bianma(jilunode * jilu,hn ht,Hcode hc,int n) //对原文进行编码 void bianmabaocun(Hcode hc,jilunode * jilu) //保存编码在文件yiwen中 void yiwen(Hcode hc,jilunode * jilu) //读取yiwen中的编码，并将其翻译为原文 void baocunyiwen() //将翻译的译文保存到文件textfile中 void duqubianma() //在编码文件yiwen中读取编码 v .. . .. 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 { 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： void huffmancoding(struct huff *ht,int *w,int n) 数据结构课程设计评阅书 2011—2012学年第一学期 专业：信息管理与信息系统学号： 1021024016 姓名：万永馨 课程设计名称：数据结构课程设计 设计题目：哈夫曼编码与译码的实现 完成期限：自 2012 年 2 月 20 日至 2012 年 3 月 2 日共 2 周 设计依据、要求及主要内容（可另加附页）： 该设计题目将按以下要求完成： 哈夫曼编码与译码是信息传输中应用的经典算法，运用C或VC++结合数据结构等基础知识，按 以下要求编程实现各种进制的转换。 任务要求：1）阐述设计思想,画出流程图;2）需要对哈夫曼编码/译码的相关原理有所了解，设计数 据结构，建立必要的信息数据文件（最好存储成外部文件），并分析完成用户所需的基本操作功能；3）实现给定信息的编码和译码功能；4）应有较好的界面设计，说明程序测试方法；5）按照格式要 求完成课程设计说明书。 设计要求: 1）问题分析和任务定义：根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么？（而不是怎么做？）限制条件是什么？确定问题的输入数据集合。 2）逻辑设计：对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的 原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型。逻辑设计的结果应写出每个抽象数据类型的定 义（包括数据结构的描述和每个基本操作的功能说明），各个主要模块的算法，并画出模块之间的调 用关系图； 3）详细设计：定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。在这个过程中，要综合考虑系统 功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基 本操作的规格说明尽可能明确具体。详细设计的结果是对数据结构和基本操作做出进一步的求精， 写出数据存储结构的类型定义，写出函数形式的算法框架； 4）程序编码：把详细设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。同时加入一些注解和断言， 使程序中逻辑概念清楚； 5）程序调试与测试：能够熟练掌握调试工具的各种功能，设计测试数据确保程序正确。调试正 确后，认真整理源程序及其注释，形成格式和风格良好的源程序清单和结果； 6）结果分析：程序运行结果包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。算 法的时间、空间复杂性分析； 7）编写课程设计报告； 以上要求前三个阶段的任务完成后，将设计说明书的草稿交指导老师面审，审查合格方可进入 后续阶段的工作。设计工作结束，经指导老师验收合格后将设计说明书装订，并答辩。 目录 目录 (2) 1课程设计的目的和意义 (3) 2需求分析 (4) 3概要设计 (4) 4详细设计 (8) ￥ 5调试分析和测试结果 (11) 6总结 (12) 7致谢 (13) 8附录 (13) 参考文献 (20) . | ; 1 课程设计目的与意义 在当今信息爆炸时代，如何采用有效的数据压缩技术来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”的序列作为和各个对应的字符的编码，这就是哈夫曼编码。 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，总希望总长度尽可能最短，即采用最短码。 作为计算机专业的学生，我们应该很好的掌握这门技术。在课堂上，我们能过学到许多的理论知识，但我们很少有过自己动手实践的机会！课程设计就是为解决这个问题提供了一个平台。 （ 在课程设计过程中，我们每个人选择一个课题，认真研究，根据课堂讲授内容，借助书本，自己动手实践。这样不但有助于我们消化课堂所讲解的内容，还可以增强我们的独立思考能力和动手能力；通过编写实验代码和调试运行，我们 可以逐步积累调试C程序的经验并逐渐培养我们的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。 在课程设计过程中，我们不但有自己的独立思考，还借助各种参考文献来帮助我们完成系统。更为重要的是，我们同学之间加强了交流，在对问题的认识方面可以交换不同的意见。同时，师生之间的互动也随之改善，我们可以通过具体的实例来从老师那学到更多的实用的知识。 数据结构课程具有比较强的理论性，同时也具有较强的可应用性和实践性。课程设计是一个重要的教学环节。我们在一般情况下都能够重视实验环节，但是容易忽略实验的总结，忽略实验报告的撰写。通过这次实验让我们明白：作为一名大学生必须严格训练分析总结能力、书面表达能力。需要逐步培养书写科学实验报告以及科技论文的能力。只有这样，我们的综合素质才会有好的提高。 2 需求分析 课题：哈夫曼编码译码器 ) 问题描述：打开一篇英文文章，统计该文章中每个字符出现的次数，然后以它们作为权值，对每一个字符进行编码，编码完成后再对其编码进行译码。问题补充：1. 从硬盘的一个文件里读出一段英语文章； 2. 统计这篇文章中的每个字符出现的次数； 3. 以字符出现字数作为权值，构建哈夫曼树，并将哈夫曼树的存储 结构的初态和终态进行输出； 4. 对每个字符进行编码并将所编码写入文件然后对所编码进行破 译。 具体介绍：在本课题中，我们在硬盘中预先建立一个文档，在里面编辑一篇文章。然后运行程序，调用函数读出该文章，显示在界面；再调用函数对该文章的字符种类进行统计，并对每个字符的出现次数进行统计，并且在界面上显示；然后以每个字符出现次数作为权值，调用函数构建哈夫曼树；并调用函数将哈夫曼的存储结构的初态和终态进行输出。然后调用函数对哈夫曼树进行编码，调用函数将编码写入文件；再调用对编码进行译码，再输出至界面。至此，整个工作就完成了 3 概要设计。 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 数据结构 课程设计 题目名称：huffman编码与解码实现文件的压缩与解压专业年级： 组长： 小组成员： 指导教师： 二〇一二年十二月二十六日 目录 一、目标任务与问题分析 (2) 1.1目标任务 (2) 1.2问题分析 (2) 二、算法分析 (2) 2.1构造huffman树 (2) 2.1.1 字符的统计 (2) 2.1.2 huffman树节点的设计 (2) 2.2构造huffman编码 (3) 2.2.1 huffman编码的设计 (3) 2.3 压缩文件与解压文件的实现 (3) 三、执行效果 (4) 3.1界面 (4) 3.2每个字符的编码 (4) 3.3操作部分 (5) 3.4文件效果 (6) 四、源程序 (7) 五、参考文献 (16) huffman编码与解码实现文件的压缩与解压 一、目标任务与问题分析 1.1目标任务 采用huffman编码思想实现文件的压缩和解压功能，可以将任意文件压缩，压缩后也可以解压出来。这样即节约了存储空间，也不会破坏文件的完整性。 1.2问题分析 本问题首先应该是利用哈夫曼思想，对需要压缩的文件中的个字符进行频率统计，为了能对任意的文件进行处理，应该所有的文件以二进制的方式进行处理，即对文件（不管包含的是字母还是汉字）采取一个个的字节处理，然后根据统计的频率结果构造哈夫曼树，然后对每个字符进行哈夫曼编码，然后逐一对被压缩的文件的每个字符构建的新的哈夫曼编码存入新的文件中即得到的压缩文件。解压过程则利用相应的哈夫曼树及压缩文件中的二进制码将编码序列译码，对文件进行解压，得到解压文件。 二、算法分析 2.1构造huffman树 要利用哈夫曼编码对文本文件进行压缩，首先必须知道期字符相应的哈夫曼编码。为了得到文件中字符的频率，一般的做法是扫描整个文本进行统计，编写程序统计文件中各个字符出现的频率。由于一个字符的范围在[0-255]之间，即共256个状态，所以可以直接用256个哈夫曼树节点即数组（后面有节点的定义）空间来存储整个文件的信息，节点中包括对应字符信息，其中包括频率。 2.1.1 字符的统计 用结构体huffchar来存放文件字符的信息。其中有文件中不同字符出现的种类Count、字符data。 struct huffchar{ //存放读入字符的类； int Count;//字符出现的个数； char data;//字符； }; 函数实现： bool char_judge(char c)//判断字符出现的函数； void char_add(char c)//添加新出现的字符； void read_file_count() //文件的读取 2.1.2 huffman树节点的设计 用结构体huff_tree来存储结点信息，其中有成员频率weight、父亲节点parent、左儿子节点lchild、右儿子节点rchild。 #include"stdafx.h" #include"stdio.h" #include"conio.h" #include 哈夫曼编码译码器实验报告(免费) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 问题解析与解题方法 问题分析： 设计一个哈夫曼编码、译码系统。对一个ASCII编码的文本文件中的字符进行哈夫曼编码，生成编码文件；反过来，可将编码文件译码还原为一个文本文件。 （1）从文件中读入任意一篇英文短文（文件为ASCII编码，扩展名为txt）； （2）统计并输出不同字符在文章中出现的频率（空格、换行、标点等也按字符处理）；（3）根据字符频率构造哈夫曼树，并给出每个字符的哈夫曼编码； （4）将文本文件利用哈夫曼树进行编码，存储成压缩文件（编码文件后缀名.huf）（5）用哈夫曼编码来存储文件，并和输入文本文件大小进行比较，计算文件压缩率；（6）进行译码，将huf文件译码为ASCII编码的txt文件，与原txt文件进行比较。 根据上述过程可以知道该编码译码器的关键在于字符统计和哈夫曼树的创建以及解码。 哈夫曼树的理论创建过程如下： 一、构成初始集合 对给定的n个权值{W1,W2,W3,...,Wi,...,Wn}构成n棵二叉树的初始集合 F={T1,T2,T3,...,Ti,...,Tn}，其中每棵二叉树Ti中只有一个权值为Wi的根结 点，它的左右子树均为空。 二、选取左右子树 在F中选取两棵根结点权值最小的树作为新构造的二叉树的左右子树，新二 叉树的根结点的权值为其左右子树的根结点的权值之和。 三、删除左右子树 从F中删除这两棵树，并把这棵新的二叉树同样以升序排列加入到集合F中。 四、重复二和三两步， 重复二和三两步，直到集合F中只有一棵二叉树为止。 因此，有如下分析： 1.我们需要一个功能函数对ASCII码的初始化并需要一个数组来保存它们； 2.定义代表森林的数组，在创建哈夫曼树的过程当中保存被选中的字符，即给定报文 中出现的字符,模拟哈夫曼树选取和删除左右子树的过程； 3.自底而上地创建哈夫曼树，保存根的地址和每个叶节点的地址，即字符的地址，然 后自底而上检索，首尾对换调整为哈夫曼树实现哈弗曼编码； 4.从哈弗曼编码文件当中读入字符，根据当前字符为0或者1的状况访问左子树或者 右孩子，实现解码； 5.使用文件读写操作哈夫曼编码和解码结果的写入； 解题方法： 结构体、数组、类的定义： 1.定义结构体类型的signode 作为哈夫曼树的节点，定义结构体类型的hufnode 作为 《数据结构》课程设计题目--哈夫曼编码/译码的设计与实现 班级：13数据库一班 学号：1315925280 姓名：吴松 指导教师：王超 目录 目录 (1) 一、需求分析 (2) 二、设计要求 (2) 三、概要设计 (2) 1、流程图 (2) 2、设计包含的几个部分 (4) 四、详细设计 (2) 五、显示结果………………………………………………9. 六、心得体会 (10) 七、参考文献 (11) 哈夫曼编码译码 一、需求分析 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，赫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）。赫夫曼编码的应用很广泛，利用赫夫曼树求得的用于通信的二进制编码称为赫夫曼编码。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，这就是赫夫曼编码。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。 二、设计要求 对输入的一串电文字符实现赫夫曼编码，再对赫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，构造一棵赫夫曼树，此构造过程称为赫夫曼编码。设计实现的功能： (1) 赫夫曼树的建立； (2) 赫夫曼编码的生成； (3) 编码文件的译码。 三、概要设计 哈夫曼编\译码器的主要功能是先建立哈夫曼树，然后利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码后进行译码。 在数据通信中，经常需要将传送的文字转换成由二进制字符0、1组成的二进制串，称之为编码。构造一棵哈夫曼树，规定哈夫曼树中的左分之代表0，右分支代表1，则从根节点到每个叶子节点所经过的路径分支组成的0和1的序列便为该节点对应字符的编码，称之为哈夫曼编码。 最简单的二进制编码方式是等长编码。若采用不等长编码，让出现频率高的字符具有较短的编码，让出现频率低的字符具有较长的编码，这样可能缩短传送电文的总长度。哈夫曼树课用于构造使电文的编码总长最短的编码方案。 （1）其主要流程图如图1-1所示。 沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：数据结构课程设计 课程设计题目：实现哈夫曼编码和译码器 院（系）：计算机学院 专业：计算机科学与技术 班级：24010102 学号：2012040101082 姓名：尹伟和 指导教师：徐蕾 此页为任务书 目录 1.题目分析 (1) 1.1.题目重述 (1) 1.1.1.系统功能需求分析 (1) 2.程序设计 (2) 2.1.系统功能模块说明 (2) 2.1.1.系统功能模块结构 (2) 2.1.2.系统模块功能说明 (3) 2.2.数据结构说明 (3) 2.2.1.结构体定义说明 (3) 2.2.2.哈夫曼树 (4) 2.2.3.字符-哈夫曼编码对照表 (4) 2.3.函数说明 (4) 3.算法描述 (6) 3.1.哈夫曼树的构建 (6) 3.2.字符-哈夫曼编码对照表 (6) 3.3.编码 (6) 3.4.译码 (7) 4.程序测试 (9) 4.1.字符集输入 (9) 4.2.编码测试 (10) 4.3.译码测试 (11) 参考文献 (13) 附录（程序清单） (14) 沈阳航空航天大学课程设计报告 1.题目分析 1.1.题目重述 本次课程设计的目标是实现一个哈夫曼编码和译码器。该哈夫曼编码和译码器需要根据用户输入的字符集及相应字符出现的频率，对字符集所包含的字符进行哈夫曼编码。同时，作为编码器需要其对用户提供的明文字符串进行编码，使明文字符串变为二进制密文；作为译码器需要对用户提供的二进制密文进行译码，使二进制密文变为字符明文。 1.1.1.系统功能需求分析 通过对课程设计的题目分析，可以得出哈夫曼编码和译码器的功能需求，需求如下： 1)读取用户输入的字符集和相应字符出现的频率； 2)根据用户输入构建哈夫曼树； 3)根据哈夫曼树构建字符-哈夫曼编码对照表； 4)根据字符-哈夫曼编码对照表对明文字符串进行编码； 5)根据哈夫曼树对二进制密文进行译码。 题目一：哈夫曼编码与译码 一、任务 设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统，重复地显示并处理以下项目，直到选择退出为止。 要求： 1) 将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt，位于执行程序的当前目录中) ； 2) 初始化：键盘输入字符集统计字符权值、自定义26个字符和26个权值、统计文件中一篇英文文章中26个字母，建立哈夫曼树； 3) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码； 4) 输出编码（首先实现屏幕输出，然后实现文件输出）； 5）译码（键盘接收编码进行译码、文件读入编码进行译码）； 6) 界面优化设计。 二、流程图 主菜单 1.建立字符权值 2.建立并输出 哈夫曼树 3.建立并查看 哈弗曼编码 4.编码与译码0.退出系统 1.从键盘输入字符集统计 2.从文件读入字 符集统计权值 3.自定义字符及 权值 0.返回上级菜单输出哈夫曼树并保存 至文件“哈夫曼树。t xt” 输出哈夫曼编码并保存至文 件“哈夫曼编码。txt 1.编码 2.译码0.返回上级 菜单 1.从键盘输入字 符集进行编码 2.从文件读入字 符集进行编码 1.从键盘输入编 码进行译码 2.从文件读入编 码进行译码 0.返回上级菜单0.返回上级菜单 三、代码分解 //头文件 #include 中北大学 数据结构 课程设计说明书 学生姓名: 郝晨栋学号： 1021010933 软件学院学院: 软件开发与测试: 专业 哈夫曼编码/目题: 译码器 康珺教指导师 2011年12月20日 目录 1 问题描述.............................................................. 错误！未定义书签。 2 需求分析.............................................................. 错误！未定义书签。 3 概要设计 (1) 3．1抽象数据类型定义 (1) 3．2总体框图以及功能描述 (2) 4 详细设计 (2) 4．1数据类型的定义 (2) 4．2主要模块的算法描述 (3) 5 测试分析................................................................................................ 4 6 课程设计总结 (6) 附录（源程序清单） (7) - 1 - 1 问题描述 1.设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统，重复地显示并处理以下项目，直到选择退出为止。 (1) 将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt，位于当前目录中)； (2) 分别采用动态和静态存储结构; 初始化：键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值，建立哈夫曼树; (3) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；输出编码； 设计要求： (1) 符合课题要求，实现相应功能； (2) 要求界面友好美观，操作方便易行； (3) 注意程序的实用性、安全性。 2 需求分析 编写此软件是为了实现一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统。比如，再利用电报进行通讯时，需要将文字转换成由二进制的字符组成的字符串。比如需传送的电文为“A B A C C D A”假设将A,B,C,D分别编码为00、01、10、11.则上述电文遍为00010010101100，总长度为14位。但是在传送过程中，总希望长度能够尽可能的短，于是我们想采用长度不等的编码。但是这种编码必须遵循：任何一个字符的编码都不是另一个字符编码的前缀。 对此软件的要求：能够正确的使得对于输入的字符进行编码以及译码，并且是的在译码过程中不会出错，同时能够将编码以及译码的结果正确的存入文件当中。 3 概要设计 3．1抽象数据类型定义 通达学院 算法与数据结构程序设计 题目：哈夫曼编码和译码系统 专业 学生姓名 班级学号 指导教师 指导单位 日期 教师评语 同学出勤率(满勤、较高、一般，较低)，学习态度(端正、较端正、一般、较差)，程序设计基础（好、较好、一般、较差），演示程序(已经、没有)达到了基本要求，算法设计（好、较好、一般），界面友好程度（好、较好、一般），答辩过程中回答问题（准确、较准确、错误率较高），撰写报告格式(规范、一般)、内容（丰满、简单）、表述(清晰、一般、不清楚)，（圆满、较好、基本)完成了课题任务。 教师签名： 年月日 成绩评定 备注 一、题目要求： 题 目 ：哈夫曼编码和译码系统 基本要求： (1) 能输入字符集和各字符频度建立哈夫曼树； (2) 产生各字符的哈夫曼编码，并进行解码。 提高要求： (1) 能设计出简捷易操作的窗口界面； (2) 编码和译码存储在文件中。 二、需求分析： 2.1基本思想 根据,哈夫曼的定义,一棵二叉树要使其带权路径长度最小,必须使权值越大的叶子结点越靠近根结点,而权值越小的叶子结点越远离根结点.依据这个特点便提出了哈夫曼算法,其基本思想是: (1) 初始化:由给定的n 个权值{w 1, w 2,…, w n }构造n 棵只有一个根结点的二叉树,从而得到一个二叉树集合F={ T 1,T 2,…,T n }; (2) 选取与合并:在F 中选取根结点的权值最小的两棵二叉树分别作为左、右子树构造一颗新的二叉树,这棵新二叉树的根结点的权值为其左、右子树根结点的权值之和; (3) 删除与加入:在F 中删除作为左、右子树的两棵二叉树,并将新建立的二叉树加入到F 中; (4) 重复(2)、(3)两步,当集合F 中只剩下一棵二叉树时,这棵二叉树便是哈夫曼树. 2.2存储结构 在由哈夫曼算法构造的哈夫曼树中,非叶子结点的度均为2，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,其中有n-1个非叶子结点,它们是在n-1次的合并过程中生成的.为了便于选取根结点权值最小的二叉树以及合并操作,设置一个数组HuffmanNode[2n-1]保存哈夫曼树中各结点的信息,数组元素的结点结构如图所示. 图 哈夫曼树的结点结构 其中: weight parent lchild rchild i nf 一、需求分析 目前，进行快速远距离通信的主要手段是电报，即将需传送的文字转化成由二级制的字符组成的字符串。例如，假设需传送的电文为“ABACCDA ”，它只有4种字符，只需两个字符的串，便可以分辨。假设A 、B 、C 、D 、的编码分别为00,01,10和11，则上述7个字符的电文便为“00010010101100”，总长14位，对方接受时，可按二位一分进行译码。 当然，在传送电文时，希望总长尽可能地短。如果对每个字符设计长度不等的编码，且让电文中出现次数较多的字符采用尽可能短的编码，则传送电文的总长便可减少。如果设计A 、B 、C 、D 的编码分别为0,00,1,01，则上述7个字符的电文可转换成总长为9的字符串“000011010”。但是，这样的电文无法翻译，例如传送过去的字符串中前4个字符的字串“0000”就可以有很多种译法，或是“AAAA ”或者“BB ”，或者“ABA ”等。因此，若要设计长短不等的编码，则必须是任一字符的编码都不是另一个字符的编码的前缀，这种编码称作前缀编码。 然而，如何进行前缀编码就是利用哈夫曼树来做，也就有了现在的哈夫曼编码和译码。 二、概要设计 利用哈夫曼树编/译码 （一）、建立哈夫曼树 （二）、对哈夫曼树进行编码 （三）、输出对应字符的编码 （四）、译码过程 主要代码实现： struct code //结构体的定义 { char a; int w; int parent; int lchild; int rchild; }; void creation(code *p,int n,int m); //建立哈夫曼树 void coding(code *p,int n); //编码 void display(code *p,int n,int m); //输出函数 void translate(char **hc,code *p,int n); //译码 三、 详细设计 （一）、建立哈夫曼树 a b c d 1 2 3 4 5 * * * 6 7 a b * c * a b * c * d * 序号： 字符： 权值： 1 2 3 4 3 6 10 a b * 1 2 1 2 3 3 1 2 3 3 6 4 10 3 6 图3-1 图3-2 图3-3数据结构哈夫曼编码译码器课程设计报告
哈夫曼树编码译码实验报告(DOC)
哈夫曼编码译码器
《哈夫曼编码译码课程设计》报告
哈夫曼编码译码系统实验报告,数据结构课程设计报告
哈夫曼编码与译码的实现
哈夫曼编码译码器---课程设计报告
哈夫曼编码译码系统实验报告,数据结构课程设计
huffman编码译码实现文件的压缩与解压.
哈夫曼树的编码和译码
哈夫曼编码译码器实验报告免费
哈夫曼编码译码的设计与实现数据结构课程设计
哈夫曼编码与译码器_数据结构课程设计报告
数据结构课程设计哈夫曼编码译码器.doc
完整word版哈夫曼编码译码器试验报告
哈夫曼编码和译码系统
哈夫曼编码译码器数据结构C语言
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