哈夫曼编码译码下载_Word模板_20

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哈夫曼编码译码哈夫曼编码译码一、【实验内容】【问题描述】利用哈夫曼编码进行住处通讯可以大大提高信道利用率,缩短住处传输时间,降低成本,但是,这要求在发送端通过一个编码系统将传输的数据预先编码,在接收端通过一个译码系统对传来的数据进行译码(复原),对于双向传输信息的信道,每端都一个完整的编码译码系统,试为这样的住处收发站写一个哈夫曼友的编码译码系统. 【基本要求】:一个完整的系统应以下功能: (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,并将它存放在文件hf...

哈夫曼编码译码一、【实验内容】【问题描述】利用哈夫曼编码进行住处通讯可以大大提高信道利用率,缩短住处传输时间,降低成本,但是,这要求在发送端通过一个编码系统将传输的数据预先编码,在接收端通过一个译码系统对传来的数据进行译码(复原),对于双向传输信息的信道,每端都一个完整的编码译码系统,试为这样的住处收发站写一个哈夫曼友的编码译码系统. 【基本要求】:一个完整的系统应以下功能: (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,并将它存放在文件hfmTree中. (2) E. 编码(Encoding)。利用已建立好的哈夫曼树(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,然后将结果代码存(传输)到文件CodeFile中. (3) D. 译码(Decoding)。利用已建好的哈夫曼树,对传输到达的CodeFile中的数据代码进行译码,将译码结果存入文件TextFile中. (4) P. 印文件代码(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(TreePrinting)。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表的形式)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: (1) 利用教科书例6-2中的数据调试程序。 (2) 用下表给出的字符集和频度的计数据建立哈曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”.。字符 A B C D E F G H I J K L M 频数 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 频数 57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1 二、实验目的树型结构是一种应用极为广泛的非线性数据结构,也是本课程的重点内容,哈夫曼树(最优二叉树)是树型结构的典型应用,本次实验突出了数据结构加操作的程序设计观点,希望能根据树型结构的非线性特点,熟悉各种存储结构的特性,达到如何应用树型结构的非线性特点,熟悉各种存储结构的特性,达到如何应用树型结构解决具体问题的目的. 三、实验文档: 哈夫曼编码/译码一、需求

分析

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1、利用哈夫曼编码进行信息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(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。本次设计就是为这样的信息收发站写的一个哈夫曼的编/译码器。本实验要求: 2、本演示程序中，用户可以输入键盘中的任意字符，长度为任意长，字符输入顺序不限，且允许出现重码 3、演示程序以用户与计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，相应的输入数据(可虑去输入中的非法字符)和运算结果显示在其后。 4、本演示程序中，当用户选择的功能错误时，系统会输出相应的提示。 5、在本系统中，用户可以对任意长的字符串可进行编码/译码。 6、程序执行的命令包括: 1) 初始化(I) 2) 编码(E) 3) 译码(D) 4) 印代码文件(P) 5) 印哈夫曼树(T) 6) 退出(Q) ,、测试数据: (,)利用教科书例6-2中的数据调试程序。 (,)用下表给出的字符集和频度的计数据建立哈曼树,并实现以下报文的编码和译码:“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”.。字符 A B C D E F G H I J K L M 频数 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 频数 57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1 二、概要设计为实现上述程序功能，应以指针存储结点。为此，需要定义一个抽象数据类型。 1. 抽象数据类型定义为: ADT HuffmanTree{ 数据对象:D={ai| ai?CharSet,i=1,2,„„,n, n?0} 数据关系:R={< ai-1, ai > ai-1, ai?D, ai-1函数

excel方差函数 excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2 拉格朗日函数pdf 函数公式下载

~ HuffmanTree(); 析构函数 Initialization(int WeightNum); 操作结果:构造哈夫曼树。 Encoder() 初始条件:哈夫曼树已存在或者哈夫曼树已存到文件中。操作结果:对字符串进行编码 Decoder(); 初始条件:哈夫曼树已存在且已编码。操作结果:对二进制串进行译码 Print() 初始条件:编码文件已存在。操作结果:把已保存好的编码文件显示在屏幕 TreePrinting() 初始条件:哈夫曼树已存在。操作结果:将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上 2.本程序包含三个模块: 1)主程序模块: void main(){ 初始化; do{ 接受命令; 处理命令; }while(“命令”=”退出”) } 2)、建树模块——实现定义的抽象数据类型 3)、编/译码模块——实现字符串的编/译码各模块之间的调用关系如下: 主程序模块建树模块编/译码模块三、详细设计程序代码如下 // 程序名:HuffmanTree.h // 程序功能:哈夫曼树类的头文件(并用其来实现编/译码) // 作者:刘伟高 // 日期:2006.11.27 // 版本:1.0 //对应类实现文件: HuffmanTree.cpp //对应主程序文件: main.cpp #include #include #include using namespace std; struct HuffmanNode //定义哈夫曼树各结点 { int weight; //存放结点的权值，假设只考虑处理权值为整数的情况 int parent; //记录结点父亲位置，-1表示为根结点，否则表示为非根结点 int lchild,rchild; //分别存放该结点的左、右孩子的所在单元的编号 }; class HuffmanTree //建立哈夫曼树类 { private: HuffmanNode *Node; //哈夫曼树中结点的存储结构 char *Info; //用来保存各字符信息 int LeafNum; //树中的叶子结点总数 public: HuffmanTree(); //构造函数 ~HuffmanTree(); //析构函数 void Initialization(int WeightNum); //初始化函数:根据WeightNum个权值建立一棵哈夫曼树 void Encoder(); //编码函数:利用构造好的哈夫曼树对字符进行编码 void Decoder(); //译码函数:对二进制串进行译码 void Print(); //印文件函数:把已保存好的编码文件显示在屏幕 void TreePrinting(); //印哈夫曼树函数:将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上 }; // 程序名:HuffmanTree.cpp // 程序功能:实现哈夫曼树类的源文件(并用其来实现编/译码) // 作者:刘伟高 // 日期:2006.11.27 // 版本:1.0 #include"HuffmanTree.h" #include using namespace std; ////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// // 构造函数 // 函数功能:将结点指针初始化为NULL // 函数参数:无 // 参数返回值:无 HuffmanTree::HuffmanTree() { Node=NULL; //将树结点初始化为空 Info=NULL; //将字符数组初始化为空 LeafNum=0; //将叶子数初始化为0 } ////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// // 析构函数 // 函数功能:将所有结点的空间释放 // 函数参数:无 // 参数返回值:无 HuffmanTree::~HuffmanTree() { delete[] Node; //释放结点空间 delete[] Info; //释放字符存储空间 } ////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// // 初始化函数 // 函数功能: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,并将它存放在文件hfmTree中. // 函数参数:int WeightNum表示代码个数 // 参数返回值:无 void HuffmanTree::Initialization(int WeightNum) //初始化 { int i,j,pos1,pos2,max1,max2; // Node=new HuffmanNode[2*WeightNum-1]; //WeightNum权值对应的哈夫曼树中的结点总数为2*WeightNum-1个 Info=new char[2*WeightNum-1]; for(i=0;i>Node[i].weight; //输入权值 Node[i].parent=-1; //为根结点 Node[i].lchild=-1; //无左孩子 Node[i].rchild=-1; //无右孩子 } for(i=WeightNum;i<2*WeightNum-1;i++) //表示需做WeightNum-1次合并 { pos1=-1; pos2=-1; //分别用来存放当前最小值和次小值的所在单元编号 max1=32767; //32767为整型数的最大值 max2=32767; //分别用来存放当前找到的最小值和次小值 for(j=0;j>ch; if(ch=='y'||ch=='Y') { ofstream fop; //以二进制方式打开hfmTree.dat文件，并当重新运行时覆盖原文件 fop.open("hfmTree.dat",ios::out|ios::binary|ios::t runc); if(fop.fail()) //文件打开失败 cout<<"文件打开失败～\n"; fop.write((char*)&WeightNum,sizeof(WeightNum)); //写入WeightNum for(i=0;i>Choose; if(Choose=='1') //读取文件ToBeTran.txt { ifstream fip1("ToBeTran.txt"); if(fip1.fail()) //文件不存在 { cout<<"文件打开失败!\n"; return; //结束本函数 } char ch; int k=0; while(fip1.get(ch)) { k++; //计算CodeFile中代码长度 } fip1.close(); Tree=new char[k+1]; ifstream fip2("ToBeTran.txt"); k=0; while(fip2.get(ch)) { Tree[k]=ch; //读取文件内容，并存到Tree中 k++; } fip2.close(); Tree[k]='\0'; //结束标志 cout<<"需编码内容为:"; cout<LeafNum-1;i--) //输出哈夫曼树 { cout<=0;i--) { cout< #include ////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// // 主函数 //参数返回值:无 int main() { cout<<" 欢迎使用哈夫曼码的编/译码系统!\n"; cout<<" 刘伟高\n"; cout<<" 版权所有,盗版必究\n"; cout<<"在此系统中可以进行以下操作:\n"; cout<<"(1) 初始化(I);\n"; cout<<"(2) 编码(E);\n"; cout<<"(3) 译码(D);\n"; cout<<"(4) 印代码文件(P);\n"; cout<<"(5) 印哈夫曼树(T)\n"; cout<<"(6) 退出(Q)\n\n"; HuffmanTree huftree; //定义哈夫曼树对象 int weight; char Choose; while(1) { cout<<"请从清单中选择一个操作(不区分大小写):"; cin>>Choose; switch(Choose) { case 'I': case 'i': cout<<"请输入编码长度:"; cin>>weight; huftree.Initialization(weight); //初始化哈夫曼树 break; case 'E': case 'e': huftree.Encoder(); break; case 'D': case 'd': huftree.Decoder(); break; case 'P': case 'p': huftree.Print(); break; case 'T': case 't': huftree.TreePrinting(); break; case 'Q': case 'q': cout<<"\n ***********感谢使用本系统!***********\n\n"; system(“pause”); //暂停运行 return 0; } cout<<"(1) 初始化(I) (2) 编码(E) (3) 译码(D)\n"; cout<<"(4) 印代码文件(P) (5) 印哈夫曼树(T) (6) 退出(Q)\n"; } } 四、调试分析 1、由于二维指针和string类，还有文件操作的推敲不足，使程序调试时费时不少。还有对单个空格字符的输入，也花了一些时间，不过最终能实现单个空格的输入，还是值得的。 2、本程序有些代码重复出现，从而减少了空间的利用率和增加了程序代码的杂乱性，特别是文件操作方面，如果可能的话，可以把文件读入、读出分别写成一个函数(就是把文件名作为参数)，然后就可以直接调用了。 3、本程序模块划分比较合理，且利用指针和string类对象实现字符串的操作，操作方便。 4、算法的时空分析在此程序中，存储字符串都用了指针，先动态申请空间，然后再存，这样就有效的利用了空间，不过为了实现任意长字符串的输入，引入了string类，先定义string对象，再输入。最后转存到字符指针里，这样就浪费了一些空间。而对于哈夫曼树算法本身，由于这里只是一个静态的，所以当进行网络传输时，可能会显得效率比较低。 5、本实验采用数据抽象的程序设计方法，将程序分为3个模块，使得设计时思路清晰，实现时调试可以顺利完成，各模块具有较好的可重用性，确实得到了一次良好的程序设计训练。五、用户手册 1、本程序的运行环境为DOS操作系统 2、进入演示程序后即显示文本方式的用户界面 3、进入界面后，就会提示输入字符串的输入形式，结束符为“回车符”。六、测试结果如上图所示。七、附录源程序文件名清单: HuffmanTree.h //元素结点定义单元 HuffmanTree.cpp //链表实现单元 main.cpp //主程序四、实验

总结

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心得

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体会#) ,、通过实验更好的掌握了哈夫曼树，并对哈夫曼树有了深一步的了解 ,、掌握了用getchar可以输入单个空格 ,、更进一步掌握有关类的操作 5、由于算法推敲不足，使程序调试时费时不少 6、本程序有些代码重复出现，从而减少了空间的利用率和增加了程序代码的杂乱性 ,、更熟悉了文件的操作 ,、更好的掌握了对程序的调试，并从中感受到调试的巨大的力量，特别是当程序不能实现预想结果时

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