任务书 数据结构完整的课程设计报告(哈夫曼编译码器)

数据结构课程设计实验报告书姓名：班级：12数字媒体技术二班学号：2014 年06 月赫夫曼编码/译码器一、实验目的1．进一步掌握最优二叉树的含义。

2．掌握最优二叉树的结构特征，以及各种存储结构的特点及使用范围。

3．熟练掌握哈夫曼树的建立和哈夫曼编码方法。

4．掌握用指针类型描述、访问和处理运算。

二、实验内容编写一个哈夫曼码的编/译码系统，一个完整的系统应具有以下功能：(1)初始化。

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.txt中。

(2)编码。

利用已建好的哈夫曼树，对文件ToBeTra.txt中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFil.txt中。

(3)译码。

利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile.txt中的代码进行译码，结果存入文件Textfile.txt中。

(4)打印哈夫曼树（Treeprinting）.将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（比如树）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint.txt 中。

三、实验步骤1.定义结点结构，定义哈夫曼树结构；2.初始化哈夫曼树，存储哈夫曼树信息；3.定义求哈夫曼编码的函数；4.定义译哈夫曼编码的函数；5．写出主函数。

6．测试系统。

四、实验内容1.文件工程包含两个头文件，Huffman.h用于定义显示选项菜单的相关函数，HuffmanTree.h 用于定义与霍夫曼编码相关的类；包含三个cpp文件，Huffman.cpp用于实现显示选项菜单的相关函数，HuffmanTree.cpp用于实现与霍夫曼编码相关的类的成员函数等，HuffmanCode.cpp用于主函数的实现。

2.霍夫曼编码相关类程序中将霍夫曼树结点与霍夫曼编码相关操作分别封装为类3.选项菜单等相关函数Init()函数用于从外部文件中加载霍夫曼树，因为树人工不好整理所以我设置了读入树的叶子结点与权值，然后内部编写函数将这两种数据整理成霍夫曼树ChooseCode()函数用于执行从终端读取编码串，然后根据读取的霍夫曼树来解码ChooseRecode()函数用以执行解码操作，对从终端或者从文件读取的编码串进行解码并输出InputFromFile()函数用于从外部文件读取待解码的编码串OutputToFile()函数可以将霍夫曼树，解码后的字符串输出到外部文件中4.霍夫曼编码操作编码首先从外部初始化霍夫曼树，即调用Init()函数从外部读取数据；然后选择编码串来源，可以从外部文件读取，也可从终端输入；最后是进行霍夫曼解码，调用HuffmanRecoding()函数；五、实验结果首先在C盘下设置HuffmanTree.txt的初始值，第一行为叶子结点的值，第二行为权值然后设置code.txt的初始值，为要解码的字符串运行程序第一步初始化第二步从code.txt读取编码串第三步，解码第四步，输出到HuffmanCode.txt文件还可以选择从终端输入编码串然后解码，输出到外部，比如编码串000011010（lqt）六、实验心得实验之后，我对于程序设计的思路又有了加深的理解，同时掌握了一定的霍夫曼编码方面的知识。

《数据结构》课程设计实验报告题目哈夫曼编码/译码器学院数理与信息学院专业计算机科学与技术班级计科132学生姓名刘海澍 5周弘杰8徐铭瑶 3指导教师编写日期数据结构课程设计目录1 问题描述.................................................................错误!未定义书签。

2 问题分析.................................................................错误!未定义书签。

3 算法设计 (2)3.1抽象数据类型定义 (2)3.2模块划分 (3)4 详细设计 (4)4.1数据类型的定义 (4)4.2主要模块的算法描述 (4)4.3 流程图 (6)5 测试分析 (9)6 课程设计总结 (10)7 成员分工 (10)参考文献 (11)附录（源程序清单） (12)1.问题描述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) 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；2) 编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；3) 输出编码；4）显示哈夫曼树；5）界面设计的优化；6) 设字符集及频度如下表：字符空格 A B C D E F频度4 9 23 2 17 15字符G H I J K频度1 2 3 3 42.问题分析（1）定义一个变量名为HTNode的结构体，用该结构体中的char data、int weight、int parent、int lchild、int rchild分别表示哈夫曼树中每个结点的权值、权重、双亲结点、左孩子、右孩子，再定义一个HTNode类型的数组ht[60]存放哈夫曼树；另外定义一个变量名为HCode的结构体，采用HCode类型变量的cd[start]~cd[n]存放当前结点的哈夫曼编码、最后定义一个HCode类型的数组hcd[30]的数组用于存放当前叶子结点ht[i]的哈夫曼编码。

数据结构课程设计哈夫曼编码译码器.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权值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。

txt”输出哈夫曼编码并保存至文件“哈夫曼编码。

txt1.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#include#include#include #define N 1000#define M 2*N-1#define MAXcode 6000//函数声明void count(CHar ch,HTNode ht[]);void editHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar ch,int n,char bianma[]); //编码函数void printyima(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]); //译码函数void creatHT(HTNode ht[],int n);void CreateHCode (HTNode ht[],HCode hcd[],int n);void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n);void input_key(CHar ch);void input_file(CHar ch);void input_cw(HTNode ht[]);void bianma1(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar ch,int n,char bianma[]);void bianma2(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar ch,int n,char bianma[]);void yima1(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]);void yima2(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]);void creat_cw();void bianmacaidan();void yimacaidan();void bianmayima();int caidan(); //结构体typedef struct-省略部分-;}void bianma2(HTNode ht[],HCode hcd[],CHar ch,int n,char bianma[]){ int i; FILE*fp; char filename[20]; printf("请输入要打开的文件名(*.txt):"); scanf("%s",filename); if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL) { printf("\n\t\t文件打开失败!!!"); return; } for(i=0;!feof(fp);i++) { fread(ch.s[i],sizeof(char),1,fp); } ch.num=strlen(ch.s); printf("\n读入成功!\n"); printf("文件中的字符集为:\n%s",ch.s); fclose(fp);editHCode(ht,hcd,ch,n,bianma); getch(); system("cls"); return;}//译码函数void yima1(HTNode ht[],HCode hcd[],int n,char bianma[]){ int i; char code[MAXcode]; printf("请输入编码进行译码（以‘#’结束）:\n"); for(i=0;i四、调试结果主菜单建立字符权值选择2.从文件读入字符进行统计输入测试文件名“cs.txt”输出个字符权值建立哈夫曼树并输出至文件生成哈夫曼编码并保存至文件编码选择2.从文件读入字符集编码编码结果保存至文件译码选择2.从文件读入编码，读入上一步的编码译码完成，返回！退出系统word教育资料div ;i++) 达到当天最大量API KEY 超过次数限制。

目录目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (2)1 程的目的和意⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32 需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43 概要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.85 分析和果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.11 6⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯127致⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯138附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..201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。

摘要；哈夫曼编码是根据字符的使用率的高低对字符进行不等长的编码，从而使使用率高的字符占用较少的空间，从而在传输的过程中大大提高了数据的空间传输效率。

本设计采用二叉链表的存储结构，建立哈夫曼树；用递归调用的方式对哈夫曼树的节点进行编码，生成与字符对应的哈夫曼编码。

本设计完全采用C++语言进行编程，并在XCode 6编译器上调试运行通过。

本程序使用中文界面，并有相应的提示信息，便于操作和程序运行。

关键词：哈夫曼树;哈夫曼编码;递归调用;二叉链表AbstractHuffman coding is based on the level of usage of characters ranging from long coding, so that high usage rate of the characters occupy less storage space , in the course of transmission has greatly enhanced the efficiency of data transmission space. This design build the Huffman tree by using Binary Tree storage structure, encoded Huffman tree nodes by recursive calling, and the characters generate the corresponding Huffman coding. The procedure completely write with C++ language and has Chinese explanatory note. What’s more, i t was debugged in XCode 6 debugger and run well. The whole procedure, with Chinese interface and the corresponding tips ,is convenient to run and easy to be operated.Keywords: Huffman Tree; Huffman code; Recursive call; Binary List目录摘要..................................................................................................................... 错误!未定义书签。

课程设计任务书课程名称数据结构课程设计课题赫夫曼编译码器专业班级网络工程***学生姓名***学号**指导老师审批任务书下达日期：2011 年6 月26 日任务完成日期：2011 年7 月15 日一、设计内容1）问题描述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。

2）基本要求a.初始化，键盘输入字符集大小n，n个字符和n个权植，建立哈夫曼树。

b.编码，利用建好的huffman树生成huffman编码；c.输出编码；d.译码功能；二．设计要求：课程设计报告1)需求分析a.程序的功能。

1.初始化，键盘输入字符集大小n，n个字符和n个权植，建立哈夫曼树。

2.编码，利用建好的huffman树生成huffman编码；3.输出编码；4.译码功能；b.输入输出的要求。

2)概要设计a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块的功能。

i.void main()ii.void tohuffmancode(int n)//编码部分iii.void decode(char ch[],huftree tree[],int n)//译码iv.void huffman(huftree tree[],int *w,int n) //生成huffman树v.void select(huftree tree[],int k) //找寻parent为0,权最小的两个节点vi.void huffmancode(huftree tree[],char code[],int n)//输出huffman编码其流程图如下：主函数main 调用其他函数：tohuffmancode(int n)decode(char ch[],huftree tree[],int n)huffman(huftree tree[],int *w,int n)select(huftree tree[],int k)huffmancode(huftree tree[],char code[],int n) 其主流程图如下：(3)主要模块程序流程图下面介绍三个主要的程序模块流程图：①函数流程图：流程图注释：该图比较简单，主要是调用各个函数模块，首先代开已经存在的文件，然后统计总的字符数以及出现的各个字符和频率。

哈夫曼编码译码课程设计报告《数据结构》课程设计——赫夫曼编码/译码器设计指导教师：李文书、周维达班级：10电信实验班学号：Q10600132姓名：王彬彬一、实验目的1、提高分析问题、解决问题的能力，进一步巩固数据结构各种原理与方法。

2、熟悉掌握一门计算机语言，能够进行数据算法设计。

二、实验原理哈夫曼编\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。

主要流程图如下：三、实验步骤1：写好流程图，设计实验方案。

2：初始化，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HuofumanTree中。

3：编码。

利用已建好的哈夫曼树，对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。

4：译码。

利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件Textfile中。

5：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。

6：印哈夫曼树（Treeprinting）.将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（比如树）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。

具体函数如下：1：Initialization() 初始化2：Encoding() 编码3：Decoding() 译码4：Print_file() 打印代码文件5：search(k,j,p) 搜索二叉树6：Print_tree() 打印二叉树7：menu() 主菜单9：main() 主函数四、实验结果与分析（1）大致个人测试案例：主界面：。

数据结构课程设计报告题目：哈夫曼编/译码器院（系）：计算机工程学院专业：信息与计算科学班级：0902学生：陈辉指导教师：2010年12月目录1实验目的 (2)2概要设计 (2)2.1 总体功能结构 (2)2.2 数据结构设计 (4)2.3 方法及原理 (5)3详细设计和实现 (6)3.1 创建Huffman树 (6)3.2 编码 (9)3.3 译码 (11)4调试与操作说明 (13)总结 (16)1实验目的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。

【基本要求】(1)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；(2)编码：利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；(3)输出编码；(4)译码功能；(5)设字符集及频度如下表：字符空格 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频度 186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20 57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1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。

本程序采用Visual C++编程实现。

2概要设计2.1 总体功能结构本程序的主要功能是实现对用户输入的字符编码，然后再把编码结果翻译成原字符。

但在进行这些操作之前必须做一项工作，就是创建Huffman树。

哈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）。

《数据结构》课程设计报告题目：HuffMan编码器目录一．问题描述二．基本要求(需求分析)三．•概要设计(设计思想、实现方法、模块设计)四．•详细设计(数据结构设计、算法设计、算法分析)五．测试数据及测试结果六．课程设计小结(心得体会、存在问题、改进措施)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（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写一个哈夫曼码的编/译码系统。

二．基本要求(需求分析)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，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。

（2）E：编码（Encoding）。

利用已建好的哈夫曼树（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）。

利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。

（4）P：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CodePrin中。

（5）T：印哈夫曼树（Tree printing）。

将已在内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。

[测试数据]用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THIS PROGRAM IS MY FA VORITE”。

字符空格 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[实现提示]（1）编码结果以文本方式存储在文件CodeFile中。

哈弗曼编码译码器专业班级：XXXX学号：XXXX姓名：XXXX指导教师：XXXX课程设计时间：XXXX计算机专业数据结构课程设计任务书1 需求分析设计一个哈弗曼编码译码器，实现哈夫曼树的建立，树形输出，编码和解码。

2 概要设计3 运行环境（软、硬件环境）1) 硬件：PC 机main建立哈夫曼树查看哈夫曼编码树形输出哈夫哈夫曼文件编码哈夫曼文件解码帮助退出系统2)操作系统：Windows 2000/XP/20033)编译环境：Visual C++6.04 开发工具和编程语言开发工具：VISCALL c++6.0；编程语言：C语言。

5 详细设计#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>typedef struct // 结点的结构{unsigned int weight; // 结点的权值unsigned int parent,lchild,rchild;}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HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;int n=8;const char menu[]="|1 建立哈夫曼树|\n""|2 查看哈夫曼编码|\n""|3 树形输出哈夫曼树|\n""|4 哈夫曼文件编码|\n""|5 哈夫曼文件解码|\n""|6 帮助|\n""|7 退出系统|\n";const char helpsabout[]="|主要功能: |\n""| 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道的利用率，缩短信息的传输时间，降低 |\n""|传输成本。