哈夫曼编码译码器数据结构C语言.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date哈夫曼编码译码器数据结构C语言_x0001_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

2、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

3、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

4、设计10序号：7653124（一） 、建立哈夫曼树ab*c*d*字符：*c646dbaab*c*10634321权值：33333ab*122112图3-2图3-3图3-1从叶子到根逆向求编码（二） 、对哈夫曼树进行编码主要代码实现：for(c=i,f=pi.parent;f!=0;c=f,f=pf.parent)1ab*c*d*if(pf.lchild=c)/左孩子编码为010cd-start=0;01else/右孩子编码为1图3-4cd-start=1;（三） 、输出对应字符的码字符编码a110b111c10d表3-10（四） 、译码过程主要代码实现：if(strcmp(a,hci)=0)/

5、比较两个字符串是否相等，相等则输出0for(c=2*n-1,j=0;aj!=0;j+)/从根出发，按字符0或1确定找左孩子或右孩子从跟到叶子顺向求字符if(aj=0)/左孩子ab*c*d*10c=pc.lchild;10else10c=pc.rchild;/右孩子图3-5四、 调试分析（一）、数字的输入判断图4-1（二）、字母的输入判断图4-2（三）、程序是否继续进行的判断图4-3五、 用户手册（一） 、首先根据提示输入初始化数据，提示输入一个数字，请输入一个数a，0a9999；提示输入一个字母，则请输入一个字母（az)或者(AZ)中的一个字符；请勿在输入一个数字后再输入一个字符，或者在输入一

6、个字符后再输入一个数字。（二） 在某一界面结束后，会有“请按回车继续下面操作”提示，请按提示进行操作，如输入其他数字则无效，知道输入回车符界面才会跳转。（三） 对界面的操作可以自行选择，在询问是否译码的时候，请按要求进行选择，在一次译码结束后会询问是否继续译码，如需要则输入y或者Y，输入其他字符则退出程序。六、测试结果图6-1（一）、初始化（二）、建立哈夫曼树图6-2（三）、哈夫曼编码图6-3（四）、哈夫曼译码图6-4（五）、错误判定图6-5附录：源代码：#include#include#include#includestruct code/结构体的定义char a;int w;int par

7、ent;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 translate(char *hc,code *p,int n);/译码void display(code *p,int n,int m);/输出函数/主函数void main()int i,n,m;code *ht;printf(字符的数量:n(请输入一个大于0的数字,输入多个数字则按第一个数字运行)n);while(scanf(%d,&n)!=1|n9999)printf(重新输入：n

8、);fflush(stdin);m=2*n-1;/哈夫曼树中没有度为1的结点，故含有m=2n-1个结点ht=(code*)malloc(m+1)*sizeof(code);/动态申请内存for(i=1;ia|hti.aA|hti.aZ)printf(重新输入：n);fflush(stdin);scanf(%c,&hti.a);/清空输入缓冲区，往往是确保不影响后面数据的读取printf(输入字符的权值(请输入一个数字):n);while(scanf(%d,&hti.w)!=1|hti.w9999)printf(重新输入：n);fflush(stdin);/清空输入缓冲区，往往是确保不影响后面数

9、据的读取hti.lchild=0;hti.rchild=0;hti.parent=0;for(i=n+1;i=m;i+)/对n+12n-1的数进行初始化hti.a=*;hti.w=0;hti.lchild=0;hti.rchild=0;hti.parent=0;creation(ht,n,m);printf(请按回车进入哈夫曼树对应界面n);getchar();getchar();system(cls);display(ht,n,m);printf(请按回车进入编码对应界面n);getchar();system(cls);coding(ht,n);getchar();void creation

10、(code *ht,int n,int m)int i,j,m1,m2,t1,t2;for(i=n+1;i=m;i+)j=1;/找到第一个最小值（双亲不为0）while(htj.parent!=0)/找到表中第一个没有双亲的结点j+;t1=htj.w;m1=j;for(j=m1+1;j=m;j+)if(htj.parent=0&htj.w!=0)/条件(htj.w!=0)是因为n2n-1的权值初始值为0if(htj.wt1)t1=htj.w;m1=j;htm1.parent=i;/第一个值的双亲为htihti.lchild=m1;/hi的的左孩子是最小值的序号j=1;/剩余中找到第二个最小值（

11、双亲不为0）while(htj.parent!=0)j+;t2=htj.w;m2=j;for(j=m2+1;j=m;j+)if(htj.parent=0&htj.w!=0)if(htj.wt2)t2=htj.w;m2=j;htm2.parent=i;/第二个值的双亲为htihti.rchild=m2;/hi的的左孩子是最小值的序号hti.w=t1+t2;/hi的权值是找到的两个值的权值之和void coding(code *p,int n)int i,c,f;char *hc;/指针的指针char *cd;char ch;int start;hc=(char*)malloc(n+1)*size

12、of(char *);/分配n个字符编码的头指针向量cd=(char*)malloc(n*sizeof(char);/分配求编码的工作空间cdn-1=0;/编码结束符for(i=1;i=n;i+)start=n-1;for(c=i,f=pi.parent;f!=0;c=f,f=pf.parent)/从叶子到根逆向求编码if(pf.lchild=c)/左孩子编码为0cd-start=0;else/右孩子编码为1cd-start=1;hci=(char*)malloc(n-start)*sizeof(char);/为第i个字符编码分配空间strcpy(hci,&cdstart);/从cd复制编码（

13、串）到hc,&是取地址符，即取首地址，从start位置到0的编码为止。free(cd);/释放工作空间printf(n输出编码后的结果：n);printf(符号数码n);for(i=1;i=n;i+)printf(n%c%sn,pi.a,hci);printf(是否进行译码操作，是则译码，否则退出程序！n是（输入y/Y）否（输入其他字符）n);scanf(%d,&ch);if(ch=y|ch=Y)translate(hc,p,n);elseexit(0);void translate(char *hc,code *p,int n)char a10,ch;int i,j,c;doprintf(n

14、nn请输入编码：n);scanf(%s,a);/回车之后会自动生成0for(i=1;in)printf(编码不存在对应的字符！n);printf(是否继续输入?是（输入y或者Y）否(其他）n);fflush(stdin);scanf(%c,&ch);while(ch=y|ch=Y);void display(code *p,int n,int m)int i;printf(n序号码值权值双亲左孩子右孩子n);for(i=1;i=m;i+)printf(%d%c%d%d%d%dn,i,pi.a,pi.w,pi.parent,pi.lchild,pi.rchild);设计体会通过这个课程设计，让我对数据结构这门课程有了更深一步的了解，对以后的深造奠定了基础。本次课程设计的课题是：哈夫曼编码以及译码的实现。本程序的特色是：结构清晰，内容全面，输入的错误提醒。在输入的错误的提醒方面，做了很大的改进。不过在这方面仍存在些许的不足，就是在输入一个字母的时候，如果输入的数据是ab，不会提示错误，只会按第一个a有效。在初始化的时候，输入a3这种数据，则不会提示错误，而是执行了下一条scanf语句输入的数字。学习是一个无止境的过境，我们要善于使用资源，书籍，网络等等，努力地提升自己，为今后的发展做更大的努力。-