数据结构实验三哈夫曼树实验报告.pdf
实验报告 3：哈夫曼编/译码器题目：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 bitMAXBIT; 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 HuffNodeMAXNODE, 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 HuffNodeMAXNODE, 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 (in)HuffNodei.weight = 0;/权值1实验报告 3：哈夫曼编/译码器HuffNodei.parent =-1;HuffNodei.lchild =-1;HuffNodei.rchild =-1;scanf(%c,&x);scanf(%c,&HuffNodei.value); /实际值，可根据情况替换为字母i+;/* 输入 n 个叶子结点的权值 */scanf(%c,&x);for(i=0;in;i+)scanf (%d, &HuffNodei.weight);for (i=n; i2*n-1; i+)HuffNodei.weight = 0;/权值HuffNodei.parent =-1;HuffNodei.lchild =-1;HuffNodei.rchild =-1;HuffNodei.value=i;/* 循环构造 Huffman 树 */for (i=0; in-1; i+)m1=m2=MAXQZ;/ m1、m2 中存放两个无父结点且结点权值最小的两个结点x1=x2=0;/找出所有结点中权值最小、无父结点的两个结点，并合并之为一颗二叉树for (j=0; jn+i; j+)if (HuffNodej.weight m1 & HuffNodej.parent=-1)m2=m1;/m1 中是最小x2=x1;m1=HuffNodej.weight;x1=j;else if (HuffNodej.weight m2 & HuffNodej.parent=-1)m2=HuffNodej.weight;x2=j;2实验报告 3：哈夫曼编/译码器 /* end for */* 设置找到的两个子结点 x1、x2 的父结点信息 */HuffNodex1.parent= n+i;HuffNodex2.parent= n+i;HuffNoden+i.weight = HuffNodex1.weight + HuffNodex2.weight;HuffNoden+i.lchild = x1;HuffNoden+i.rchild = x2;叶子节点的哈夫曼编码的保存：for (j=cd.start+1; jn; j+)HuffCodei.bitj = cd.bitj;HuffCodei.start = cd.start;主函数展示：int main()HNode HuffNodeMAXNODE;HCodeType HuffCodeMAXLEAF,cd;int i, j, c, p, n,k=0;char wen100;char z;scanf (%d, &n);HuffmanTree (HuffNode, n);for (i=0; i n; i+)cd.start = n-1;c = i;p = HuffNodec.parent;while (p != -1)/* 父结点存在 */if (HuffNodep.lchild = c)cd.bitcd.start = 0;elsecd.bitcd.start = 1;cd.start-;/* 求编码的低一位 */c=p;p=HuffNodec.parent;/* 设置下一循环条件 */ /* end while */3实验报告 3：哈夫曼编/译码器for (j=cd.start+1; jn; j+)HuffCodei.bitj = cd.bitj;HuffCodei.start = cd.start; /* end for */z=getchar();z=getchar();for(;z!=n;z=getchar()wenk+=z;for(i=0;in;i+)if(z=HuffNodei.value)for (j=HuffCodei.start+1; j n; j+)printf (%d, HuffCodei.bitj);break;else;printf(n);for(i=0;ik;i+)printf(%c,weni);printf(n);return 0;四、调试分析与心得体会：虽然哈夫曼树的建立有书上的参考，但是实际写整个代码的时候还是问题重重。首先就是哈弗曼树忘记了初始的赋值，导致最后出现了问题。这样的错误还是很容易解决，但是之后就出现了WA 的情况。在同学的帮助下，最后发现是因为在选取节点的时候，循环出现了问题，虽然看起来编译没有错，但是边缘情况就会出现数据错误，这个还是很令人警醒，而这种思考的不全面的问题，在debug 的过程中会耗去大量的时间，这是要注意的。五、用户操作说明：输入表示字符集大小为 n（n=100）的正整数，以及 n 个字符和 n 个权值（正整数，值越大表示该字符出现的概率越大）；输入串长小于或等于 100 的目标报文。4实验报告 3：哈夫曼编/译码器六、运行结果：附带自己的算法完成的结果图，可以通过Prt Sc 和图片编辑器获得；5实验报告 3：哈夫曼编/译码器七、附录：#include #include#define MAXBIT 100#define MAXLEAF 30#define MAXNODE MAXLEAF*2 -1#define MAXQZ 10000 /权值typedef struct int bitMAXBIT; int start; HCodeType; /* 编码结构体 */6实验报告 3：哈夫曼编/译码器typedef struct int weight; int parent; int lchild; int rchild; char value; HNode; /* 结点结构体 */* 构造一颗哈夫曼树 */void HuffmanTree (HNode HuffNodeMAXNODE, 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 (in) HuffNodei.weight = 0;/权值 HuffNodei.parent =-1; HuffNodei.lchild =-1; HuffNodei.rchild =-1;scanf(%c,&x); scanf(%c,&HuffNodei.value); /实际值，可根据情况替换为字母 i+; /* 输入 n 个叶子结点的权值 */scanf(%c,&x);i = 0; while (in) scanf (%d, &HuffNodei.weight); i+; for (i=n; i2*n-1; i+) HuffNodei.weight = 0;/权值 HuffNodei.parent =-1; HuffNodei.lchild =-1; HuffNodei.rchild =-1; HuffNodei.value=i; 7实验报告 3：哈夫曼编/译码器 /* 循环构造 Huffman 树 */ for (i=0; in-1; i+) m1=m2=MAXQZ; / m1、m2 中存放两个无父结点且结点权值最小的两个结点 x1=x2=0;/找出所有结点中权值最小、无父结点的两个结点，并合并之为一颗二叉树 for (j=0; jn+i; j+) if (HuffNodej.weight m1 & HuffNodej.parent=-1) m2=m1;/m1中是最小 x2=x1; m1=HuffNodej.weight; x1=j; else if (HuffNodej.weight m2 & HuffNodej.parent=-1) m2=HuffNodej.weight; x2=j; /* end for */ /* 设置找到的两个子结点 x1、x2 的父结点信息 */ HuffNodex1.parent = n+i; HuffNodex2.parent = n+i; HuffNoden+i.weight = HuffNodex1.weight + HuffNodex2.weight; HuffNoden+i.lchild = x1; HuffNoden+i.rchild = x2; int main() HNode HuffNodeMAXNODE; /* 定义一个结点结构体数组 */ HCodeType HuffCodeMAXLEAF,cd; /* 定义一个编码结构体数组， 同时定义一个临时变量来存放求解编码时的信息 */ int i, j, c, p, n,k=0; char wen100; char z; scanf (%d, &n); HuffmanTree (HuffNode, n);83：哈夫曼编/译码器 for (i=0; i n; i+) cd.start = n-1; c = i; p = HuffNodec.parent; while (p != -1) /* 父结点存在 */ if (HuffNodep.lchild = c) cd.bitcd.start = 0; else cd.bitcd.start = 1; cd.start-; /* 求编码的低一位 */ c=p; p=HuffNodec.parent; /* 设置下一循环条件 */ /* end while */ /* 保存求出的每个叶结点的哈夫曼编码和编码的起始位 */ for (j=cd.start+1; jn; j+) HuffCodei.bitj = cd.bitj; HuffCodei.start = cd.start; /* end for */ z=getchar(); z=getchar(); for(;z!=n;z=getchar()wenk+=z;for(i=0;in;i+)if(z=HuffNodei.value) for (j=HuffCodei.start+1; j n; j+)printf (%d, HuffCodei.bitj);break;else;printf(n);i = 0;while (ik)printf(%c,weni);9实验报告实验报告 3：哈夫曼编/译码器printf(n); return 0;i+;10实验报告 3：哈夫曼编/译码器上机实习要求：上机实习要求：1、认真准备，按时参加上机实习，不得无故缺席，抽查不到者扣分；2、独立完成老师布置的题目，上机完成程序并调试正确，课后完成实验报告的编写，将上机程序和实验报告打包后交给辅导老师评定分数，实验报告要求和评分标准见后面；3、提倡创新，可对课本上提供的算法进行改进；4、上机程序必须在程序中提供足够的注释，详细为好。5、实验报告不用写出算法，只要写出对课程设计的见解，如对某一算法的改进思想，算法设计思想，调试算法过程中出现的问题及改进方法，调试程序的体会等。只要是自己编程和调试就会写出相应的报告。考核标准考核标准1、机试程序和结果、设计报告缺一不可，机试程序和结果压缩打包后上交给辅导老师，设计报告主要是自己的设计过程和调试心得，报告中不必附带全部的源程序）。机试成绩占总成绩 60%，设计报告占 40%。2、上机程序和设计报告必须独立完成，严禁抄袭，若发现雷同，原创者视上机结果最多 60分，抄袭者按 0 分计，若找不到原创，都按 0 分计。所以原创同学注意，我们的检查专门针对抄袭情况，一旦发现将严肃处理11
