Huffman编码
一、需求分析
1、程序执行的命令包括：
1）、建赫夫曼树和求赫夫曼编码；2）、显示各个字符的编码；3）、将字符串译为编码；4）、将编码译为字符串。
2、测试数据
要编码的字符串：ABCDEF
各个字符以及频度：A 30 B 20 C 5 D5 E 10 F 30
各个字符的编码为：A:10 B:00 C:0110 D:0111 E:010 F:11
二、概要设计
本程序包含六个模块：
（1）主程序模块；（2）选择权值——选出权值最小的两个；（3）赫夫曼算法——建赫夫曼树和求赫夫曼编码；（4）显示编码——显示各个字符的编码；（5）编码——将一个字符串译为编码；（6）译码——将一串01数译为字符。
三、详细设计
#include
#include
using namespace std;
typedef struct {
int weight,parent,lch,rch;
}HTNode, *HuffmanTree;
typedef struct {
char c;
char* code;
}*Huffmancode;
void select (HuffmanTree HT,int i,int &s1,int &s2)
{
s1=100;s2=100;
int j=1,k=1,m=0,n=0;
for(j=1;j<=i;j++)
if(HT[j].parent==0&&HT[j].weight {s1=HT[j].weight;m=j;} for(k=1;k<=i;k++) if(HT[k].parent==0&&k!=m&&HT[k].weight {s2=HT[k].weight;n=k;} if(m>n) { s1=n;s2=m; } else { s1=m;s2=n; } void HuffmanCoding( HuffmanTree &HT, Huffmancode &HC,int *w, char *y,int n ) //w为n 个字符权值向量 { int m=0,i=0,s1=0,s2=0,start=0,c=0,f=0; if (n<=1) return; m=2*n-1; //HT长度 HT=(HuffmanTree) malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); //0号单元不用 for (i=1;i<=m;i++){ HT[i].parent=0; HT[i].lch=0; HT[i].rch=0;} for (i=1;i<=n;i++) HT[i].weight=w[i-1]; for (i=n+1;i<=m;i++){ //建赫夫曼树 select (HT,i-1,s1,s2);//函数调用，s1，s2为返回值 //在HT[1..i-1]中选择双亲为0且权值最小的两个结点的序号 HT[s1].parent=i; HT[s2].parent=i; HT[i].lch=s1; H T[i].rch=s2; HT[i].weight= HT[s1].weight+ HT[s2].weight; } //从叶子到根逆向求每个字符的赫夫曼编码 HC=(Huffmancode)malloc((n+1)*sizeof(char *));//头指针向量 for (i=1;i<=n;i++) HC[i].c=y[i-1]; char *cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));//分配求编码的工作空间 cd[n-1]='\0'; //编码结束符 for (i=1; i<=n; i++){ //逐个字符求赫夫曼编码 start=n-1; for(c=i, f=HT[i].parent ; f!=0 ; c=f, f=HT[f].parent){ if(HT[f].lch==c) cd[--start]='0'; else cd[--start]='1'; } HC[i].code=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); strcpy(HC[i].code,&cd[start]); } free(cd); } void show(Huffmancode HC,int n) { cout<<"各个字符的编码为："; for(int j=1;j<=n;j++) cout< cout< void coding(Huffmancode HC,int n, char *cd) { int i=0,j=1; cout< while(cd[i]!='\0') { for(j=1;j<=n;j++) if(cd[i]==HC[j].c) cout< i++; } } void transcode(Huffmancode HC,int n, char *cd) { int i=0,j=1,m=1,f=0; char *temp=(char*)malloc(n*sizeof(char)); char *cdt=(char*)malloc(100*sizeof(char)); strset(temp,'\0'); strcpy(cdt,cd); cout< strncpy(temp,cdt,m); while(cd[i]!='\0') { for(j=1;j<=n;j++) { if(!strcmp(temp,HC[j].code)) { cout< cdt=&cd[i+1]; f=0; break; } f=1; } if(f==1) { m++; strncpy(temp,cdt,m); } else { strset(temp,'\0'); m=1; strncpy(temp,cdt,m); } i++; } } int main() { HuffmanTree T; Huffmancode C; int w[100]; char *y,*x; int n=0,i=0; cout<<"请输入需编码字符的个数："; cin>>n; y=(char*)malloc(n*sizeof(char)); for(i=0;i { cout<<"请输入字符："; cin>>y[i]; cout<<"请输入频度："; cin>>w[i]; } HuffmanCoding( T, C, w, y, n ); show(C,n); cout<<"请输入要编码的字符串："; x=(char*)malloc(100*sizeof(char)); cin>>x; coding(C,n,x); cout< cout<<"请输入要译码的字符串："; cin>>x; transcode(C,n, x); cout< return 0; }四、调试分析 这次实验的编写，我认为是我遇到过的最难得。编写的内容概念是全新的，用到上的知识也大都是全新的。这样，在编写实遇到了很多问题，比如，对于编码的理解不够，以及对于定义的理解不够等，都造成调试的失败。 五、运行结果 六、实验环境 （1）Windows 7系统下 （2）编程环境：VC6.0++ ，TC2.0 实验三树的应用 一.实验题目： 树的应用——哈夫曼编码 二.实验内容： 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道的利用率，缩短信息传输的时间，降低传输成本。根据哈夫曼编码的原理，编写一个程序，在用户输入结点权值的基础上求哈夫曼编码。 要求：从键盘输入若干字符及每个字符出现的频率，将字符出现的频率作为结点的权值，建立哈夫曼树，然后对各个字符进行哈夫曼编码，最后打印输出字符及对应的哈夫曼编码。 三、程序源代码: #include ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录 目录 (1) 1 课程设计的目的和意义 (2) 2 需求分析 (3) 3 系统设计 (4) (1)设计思路及方案 (4) (2)模块的设计及介绍 (4) (3)主要模块程序流程图 (6) 4 系统实现 (10) (1)主调函数 (10) (2)建立HuffmanTree (10) (3)生成Huffman编码并写入文件 (13) (4)电文译码 (14) 5 系统调试 (16) 小结 (18) 参考文献 (19) 附录源程序 (20) ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 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。 作为软件工程专业的学生，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。 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 JAVA语言实验报告 学院计算机工程学院班级计算1013 姓名 xxxx 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。 建立赫夫曼树 一．需求设计： 建立建立最优二叉树函数，要求可以建立函数输入二叉树，并输出其赫夫曼树。二．概要设计： 存储结构： 采用了数组和结构体结合的存储方式。 以下是树中结点的存储结构形式，其中包括了权值，左孩子，右孩子，父亲这几个结点。 typedef struct//huffman树存储结构 { unsigned int weight;//权值 int lchild,rchild,parent; }huftree; 基本算法： 这个算法的主要流程为： 通过控制台输入的形式得到建立赫夫曼树需要的参数——>调用生成赫夫曼树的算法来生成赫夫曼树，这个过程中还不断的调用select方法来寻找当前结点中权值最小的结点来生成树的新结点，然后添加到树中去——>通过用户的选择来输出赫夫曼树，其输出的形式为“元素-----元素权值-----父结点-----左孩子-----右孩子”的形式。 在程序中以下代码是用来控制控制台的提示信息的： while (in!='3') { printf("1 建立初始化赫夫曼树\n2 输出赫夫曼树\n3 退出\n请输入 (1--3):\n"); scanf("%c",&in); switch (in) { case'1': printf("请输入待编码字符个数:"); printf("请输入字符和对应权值:"); for(i=1;i<=n;i++) { printf(">>>"); scanf("%c%d", cha + i, weight + i); } huffman(tree,w,n); break; //生成huffman树 case'2':huffmancode(tree,n);break; } } 下面的代码是用来生成赫夫曼树的，其中这个过程汇总调用了select方法来不断寻找当前所有结点中权值最小的结点，然后生成新的结点，再生成相应的树。 void huffman(huftree tree[],int *w,int n) //生成huffman树 #include"stdafx.h" #include"stdio.h" #include"conio.h" #include #include 《数据结构与算法》课程设计（2009/2010学年第二学期第20周） 指导教师：王老师 班级：计算机科学与技术（3）班 学号： 姓名： 《数据结构与算法》课程设计 目录 一、前言 1．摘要 2．《数据结构与算法》课程设计任务书 二、实验目的 三、题目--赫夫曼编码/译码器 1．问题描述 2．基本要求 3．测试要求 4．实现提示 四、需求分析--具体要求 五、概要设计 六、程序说明 七、详细设计 八、实验心得与体会 前言 1．摘要 随着计算机的普遍应用与日益发展，其应用早已不局限于简单的数值运算，而涉及到问题的分析、数据结构框架的设计以及设计最短路线等复杂的非数值处理和操作。算法与数据结构的学习就是为以后利用计算机资源高效地开发非数值处理的计算机程序打下坚实的理论、方法和技术基础。 算法与数据结构旨在分析研究计算机加工的数据对象的特性，以便选择适当的数据结构和存储结构，从而使建立在其上的解决问题的算法达到最优。 数据结构是在整个计算机科学与技术领域上广泛被使用的术语。它用来反映一个数据的内部构成，即一个数据由那些成分数据构成，以什么方式构成，呈什么结构。数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系，而物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的存储安排。数据结构是数据存在的形式。 《数据结构》主要介绍一些最常用的数据结构，阐明各种数据结构内在的逻辑关系，讨论其在计算机中的存储表示，以及在其上进行各种运算时的实现算法，并对算法的效率进行简单的分析和讨论。数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程，它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础，广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。 学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。 2．《数据结构与算法》课程设计任务书 《数据结构与算法》是计算机专业重要的核心课程之一，在计算机专业的学习过程中占有非常重要的地位。《数据结构与算法课程设计》就是要运用本课程以及到目前为止的有关课程中的知识和技术来解决实际问题。特别是面临非数值计算类型的应用问题时，需要选择适当的数据结构，设计出满足一定时间和空间限制的有效算法。 本课程设计要求同学独立完成一个较为完整的应用需求分析。并在设计和编写具有一定规模程序的过程中，深化对《数据结构与算法》课程中基本概念、理论和方法的理解；训练综合运用所学知识处理实际问题的能力，强化面向对象的程序设计理念；使自己的程序设计与调试水平有一个明显的提高。 哈夫曼编码课程设计报 告 Last revised by LE LE in 2021 湖南科技学院 数据结构课程设计报告课题: 霍夫曼编码 专业班级：信计1202 学号： 姓名：黄思琪 指导教师: 牛志毅 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。 2．需求分析 课题：哈夫曼编码译码器系统 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 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D盘中预先建立一个文档，在里面编辑一篇文章(大写)。然后运行程序，调用fileopen()函数读出该文章，显示在界面；再调用tongji()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Create_huffmanTree()函数构建哈夫曼 树。然后调用Huffman_bianma()函数对哈夫曼树进行编码，调用coding()函数将编码 写入文件。 数据结构 课程设计名称：赫夫曼树的建立 专业班级：信息与计算科学2013级一班 姓名： 课题分工（概要设计，详细方案与代码设计，调试与结果）（需求分析，调试与结果，改进方案） 课题组成人员： 指导教师： 完成日期：2015年6月25日 一、摘要 运用C语言编写程序（工具VC++6.0），建立函数输入二叉树，并输出赫夫曼树，完成编码。建立赫夫曼树的过程，给定权值Wi（i=1，2，3，......）构成左右子树为空二叉树集合，从集合中选取权值最小的树构成新的二叉树，新二叉树根结点的权值为其左右子树权值之和，将新的二叉树加入到集合中，如此重复，直到只有一棵树（赫夫曼树）。构造好赫夫曼树之后，从根到叶子结点的路径及为编码。 二、系统需求分析 在信息传递时，希望总长度可能的短，及采用最短码赫夫曼编码的应用，就是采用这种有效的数据压缩技术可以节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间。建立最优二叉树函数，要求可以建立函数输入二叉树，并输出其赫夫曼树以及赫夫曼编码。 三、系统概要设计 1、存储结构：采用了数组和结构体结合的存储方式。以下是树中结点的存储结构形式，其中包括了权值，左 孩子，右孩子，父亲这几个结点。 typedef struct { unsigned int weight; //权值 unsigned int parent,lchild,rchild; }HTNode；// 动态分配数组存储赫夫曼树 2、基本算法： （1）流程图： （2）下面的代码是用来生成赫夫曼树的，其中这个过程汇总了select 方法来不断寻找当前所有结点中权值最小的结点，然后生成新的结点，再生成相应的树。 for(p=*HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w) { (*p).weight=*w; (*p).parent=0; //给每个结点权值赋值(*p).lchild=0; (*p).rchild=0; //双亲，左右孩子赋初值} for(;i<=m;++i,++p) (*p).parent=0; for(i=n+1;i<=m;++i) // 建赫夫曼树 { // 在HT[1~i-1]中选择parent为0且weight最小的两个结点,其序号分别为s1和s2 select(*HT,i-1,&s1,&s2); (*HT)[s1].parent=(*HT)[s2].parent=i; (*HT)[i].lchild=s1; (*HT)[i].rchild=s2; (*HT)[i].weight=(*HT)[s1].weight+(*HT)[s2].weight; } 3、所有实现功能的函 （1）int main() ：接收原始数据：从终端读入整数集大小n，n个整数和n个权值，调用函数HuffmanCoding(&HT,&HC,w,n); ，以及 实验名称：实验六费诺编码 一、实验目的： 加深对赫夫曼编码的理解及其具体的实现过程 二、实验内容与原理： 1.完成赫夫曼的编码 2.计算平均码长及编码效率 三、实验步骤 根据赫夫曼编码的步骤完成该编码 四、实验数据及结果分析(可附程序运行截图) 编码的结果： 五、代码附录 %哈夫曼编码的MATLAB实现（基于0、1编码）：clc; clear; A=[0.25 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05];%信源消息的概率序列A=fliplr(sort(A));%按降序排列 T=A; [m,n]=size(A); B=zeros(n,n-1);%空的编码表4*5（矩阵） for i=1:n B(i,1)=T(i);%生成编码表的第一列 end r=B(i,1)+B(i-1,1);%最后两个元素相加 T(n-1)=r; T(n)=0; T=fliplr(sort(T)); t=n-1;%t=4 for j=2:n-1%生成编码表的其他各列 for i=1:t B(i,j)=T(i); end K=find(T==r);%函数用于返回所需要元素的所在位置 B(n,j)=K(end);%从第二列开始，每列的最后一个元素记录特征元素在%该列的位置 r=(B(t-1,j)+B(t,j));%最后两个元素相加 T(t-1)=r; T(t)=0; T=fliplr(sort(T)); t=t-1; end B;%输出编码表 END1=sym('[0,1]');%给最后一列的元素编码 END=END1; t=3; d=1; for j=n-2:-1:1%从倒数第二列开始依次对各列元素编码 for i=1:t-2 if i>1 & B(i,j)==B(i-1,j) d=d+1; else d=1; end B(B(n,j+1),j+1)=-1; temp=B(:,j+1); x=find(temp==B(i,j)); END(i)=END1(x(d)); end y=B(n,j+1); END(t-1)=[char(END1(y)),'0']; END(t)=[char(END1(y)),'1']; t=t+1; END1=END; end A%排序后的原概率序列 END%编码结果 for i=1:n [a,b]=size(char(END(i))); L(i)=b; end disp('平均码长：；'); avlen=sum(L.*A)%平均码长 H1=log2(A); H=-A*(H1')%熵 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。 《用哈夫曼编码实现文件压缩》 实验报告 课程名称数据结构B 实验学期 2017 至 2018 学年第一学期学生所在院部计算机学院 年级 2016 专业班级信管B162 学生姓名学号 成绩评定： 1、工作量： A（），B（），C（），D（）,F( ) 2、难易度：A（），B（），C（），D（）,F( ) 3、答辩情况： 基本操作：A（），B（），C（），D（）,F( ) 代码理解：A（），B（），C（），D（）,F( ) 4、报告规范度：A（），B（），C（），D（）,F( ) 5、学习态度：A（），B（），C（），D（）,F( )总评成绩:_________________________________ 指导教师: 兰芸 用哈夫曼编码实现文件压缩 1、了解文件的概念。 2、掌握线性链表的插入、删除等算法。 3、掌握Huffman树的概念及构造方法。 4、掌握二叉树的存储结构及遍历算法。 5、利用Huffman树及Huffman编码，掌握实现文件压缩的一般原理。 微型计算机、Windows 7操作系统、Visual C++6.0软件 输入的字符创建Huffman树，并输出各字符对应的哈夫曼编码。 五.系统设计 输入字符的个数和各个字符以及权值，将每个字符的出现频率作为叶子结点构建Huffman树，规定哈夫曼树的左分支为0，右分支为1，则从根结点到每个叶子结点所经过的分支对应的0和1组成的序列便为该结点对应字符的哈夫曼编码。 流程图如下 1.输入哈夫曼字数及相应权值 相应代码 int main() { HuffmanTree HTree; HuffmanCode HCode; int *w, i; int n,wei; //编码个数及权值 printf("请输入需要哈夫曼编码的字符个数:"); scanf("%d",&n); w=(int*)malloc((n+1)*sizeof(int)); for(i=1; i<=n;i++) { printf("请输入第%d字符的权值:",i); fflush(stdin); scanf("%d",&wei); w[i]=wei; } HuffmanCoding(&HTree,&HCode,w,n); return 1; } 2.输出HT初态（每个字符的权值） 数据结构课程设计 指导教师：吴小平 学院：信息科学与技术学院 班级：软件三班 学号：201313040314 姓名：孙召阳 目录 一、前言 1．摘要 二、实验目的 三、题目--赫夫曼编码/译码器 1．问题描述 2．基本要求 3．测试要求 4．实现提示 四、需求分析--具体要求 前言 1．摘要 随着计算机的普遍应用与日益发展，其应用早已不局限于简单的数值运算，而涉及到问题的分析、数据结构框架的设计以及设计最短路线等复杂的非数值处理和操作。算法与数据结构的学习就是为以后利用计算机资源高效地开发非数值处理的计算机程序打下坚实的理论、方法和技术基础。 算法与数据结构旨在分析研究计算机加工的数据对象的特性，以便选择适当的数据结构和存储结构，从而使建立在其上的解决问题的算法达到最优。 数据结构是在整个计算机科学与技术领域上广泛被使用的术语。它用来反映一个数据的内部构成，即一个数据由那些成分数据构成，以什么方式构成，呈什么结构。数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系，而物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的存储安排。数据结构是数据存在的形式。 二、实验目的 学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。通过此次课程设计主要达到以下目的： 1.了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力； 2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能； 3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； 4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方 法和作风。 三、题目--赫夫曼编码/译码器 1. 问题描述 利用赫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。这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。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编写一个赫夫曼码的编/译码系统。 2.基本要求 一个完整的系统应具有以下功能： (1) I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立赫夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。 (2) E：编码（Encoding）。利用已建好的赫夫曼树（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。 (3) D：译码（Decoding）。利用已建好的赫夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件Textfile中。 3.测试要求 (1) 已知某系统在通信联络中只可能出现八种字符，其频率分别为0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11，试设计赫夫曼编码。 (2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立赫夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THIS PROGRAME IS MY FA VORITE”。 字符 A B C D E F G H I J K L M 频度186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20 字符N O P Q R S T U V W X Y Z 频度57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1 【关键字】报告 课程设计 题目哈夫曼编码 学院计算机科学与技术 专业计算机科学与技术 班级 姓名 指导教师 2010 年07 月02 日 课程设计任务书 学生姓名：拉巴珠久专业班级：计算机0806 指导教师：姚寒冰工作单位：计算机科学系 题目: 哈夫曼编码 初始条件： 输入一段英文字符，试为该文中的每个字符编制相应的哈夫曼码。 （1）I：初始化（Initialization）。对输入的一段英文中的每个字符统计其权值，建立哈夫曼树； （2）E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树，对每个字符进行编码。 （3）D：译码（Decoding）。利用已建好的每个编码，对输入的一个由0、1组成的序列进行译码； （4）P：印代码文件（Print）。将每个字符编的哈夫曼码和译码结果显示在终端上。 尝试用例见题集p149。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印（书写），并应包含如下内容： 1、问题描述 简述题目要解决的问题是什么。 2、设计 存储结构设计、主要算法设计（用类C语言或用框图描述）、尝试用例设计； 3、调试报告 调试过程中遇到的问题是如何解决的；对设计和编码的讨论和分析。 4、经验和体会（包括对算法改进的设想） 5、附源程序清单和运行结果。源程序要加注释。如果题目规定了尝试数据，则运行结果要包含这些尝试数据和运行输出， 6、设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝；若有雷同，则所有雷同者成绩均为0分。 时间安排： 1、第18周（至）完成。 2、日08：30到计算中心检查程序、交课程设计报告、源程序（CD盘）。指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 XXX学院本科 数据结构课程设计总结报告 设计题目：实验一、哈夫曼编/ 译码器 学 生：系XXX 别：XXX 专业： XXX 班级： XXX 学号：XXX 指导教师：XXX XXX 2012 年 6 月21 日 xxx 学院 课程设计任务书 题目一、赫夫曼编译码器 专业、班级xxx 学号xxx xxx 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1. 主要容利用哈夫曼编码进行信息通信可大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。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（复原）。对于双工信道（既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写一个哈夫曼的编/ 译码系统。 2. 基本要求 系统应具有以下功能： （1）C：编码（Coding）。对文件tobetrans 中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile 中，将以此建好的哈夫曼树存入文件HuffmanTree 中（2）D：解码（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textfile 中。 （3）P：打印代码文件（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。 （4）T：打印哈夫曼树（Tree Printing ）。将已在存中的哈夫曼树以直观的方式（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。3. 参考资料：数据结构（C 语言版）严蔚敏、吴伟民编著；数据结构标准教程胡 超、闫宝玉编著 完成期限：2012 年6 月21 日指导教师签名：课程负责人签名：、设计题目（任选其一） 实验一、哈夫曼编/ 译码器 二、实验目的 1 巩固和加深对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力； 2 深化对算法课程中基本概念、理论和方法的理解； 3 巩固构造赫夫曼树的算法； 2012 年 6 月21 日 测试文件内容 Dear Editor: There is something to tell to you. I'm a middle school student.My name is Li Ming.Final exams are coming.Everyone is preparing for this.But there is some important problem during the review. Most of students often stay up late for the review.As the result,they always take a nap in the class and they can't keep the studying normal. I think we should be a reasonable time.The more relaxing we get,the better we will be.Brothers do not misuse wood workers I hope all the students can access to ideal scores. I'm expecting your answer and suggestion. Li Ming. 源代码 #include 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哈夫曼编码算法实现完整版
数据结构课程设计(哈夫曼编码)
《哈夫曼编码译码课程设计》报告
数据结构哈夫曼编码译码器课程设计报告(有源程序)
建立赫夫曼树课程设计-数据结构
哈夫曼树的编码和译码
赫夫曼树的编码译码
数据结构课程设计哈夫曼编码(DOC)
哈夫曼编码课程设计报告
赫夫曼树课程设计讲解
实验六_赫夫曼编码
哈夫曼编码译码器---课程设计报告
哈夫曼树及编码综合实验报告
数据结构课程设计哈夫曼编码[1]
【报告】课程设计报告哈夫曼编码
哈夫曼编译码器课程设计报告(完整版)
哈夫曼树编码译码源代码及测试文件
哈夫曼编码和译码系统
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