数据结构哈夫曼树编码译码实验报告

1、【详细设计】具体代码实现如下：/HaffmanTree.h#include#include#includestruct HuffmanNode / 哈夫曼树的一个结点 int weight;int parent;int lchild,rchild;class HuffmanTree /哈夫曼树private:HuffmanNode *Node; /Node 存放哈夫曼树char *Info; /Info 存放源文用到的字符源码，如 a,b,c,d,e ，此内 容可以放入结点中，不单独设数组存放int LeafNum; /哈夫曼树的叶子个数，也是源码个数public:HuffmanTree();

2、void CreateHuffmanTree(); /* 种建立哈夫曼树的方法中选择：重，建立哈夫曼树，入哈夫曼树信息，建立哈夫曼树HuffmanTree();在内存中建立哈夫曼树，存放在 Node 中。 让用户从两1. 从键盘读入源码字符集个数， 每个字符， 和每个字符的权并将哈夫曼树写入文件 hfmTree 中。2. 从文件 hfmTree 中读 */void CreateHuffmanTreeFromKeyboard();void CreateHuffmanTreeFromFile();void Encoder(); /*使用建立好的哈夫曼树(如果不在内存，则从文件 hfmTree 中读

3、入并建立内存里的哈夫曼树) ，对文件 ToBeTran 中的正文进行编码， 并将码文写入文件 CodeFile 中。 ToBeTran 的内容可以用记事本等程序编辑产生。 */void Decoder(); /* 待译码的码文存放在文件 CodeFile 中，使用建立好的哈夫曼树(如 果不在内存，则从文件 hfmTree 中读入并建立内存里的哈夫曼树)将码文译码， 得到的源文写入文件 TextFile 中，并同时输出到屏幕上。 */void PrintCodeFile(); /* void PrintHuffmanTree(); /* 他树形表示法)显示在屏幕上，将码文文件 CodeFile

4、显示在屏幕上 */将哈夫曼树以直观的形式(凹入表示法，或广义表，或其同时写入文件 TreePrintFile 中 */* 凹入表示法 显示哈夫曼树，void PrintHuffmanTree_aoru(int T,int layer=1); PrintHuffmanTree() 调用 */;/HuffmanTree. cpp#include#include / 为使用整型最大值#includeHuffmanTree.h using namespace std;/* HuffmanTree:HuffmanTree()Node=NULL;/* HuffmanTree:HuffmanTree() d

5、eleteNode;/*void HuffmanTree:CreateHuffmanTree()char Choose;(按 2) ？coutChoose;if(Choose=2) / 键盘输入建立哈夫曼树 CreateHuffmanTreeFromKeyboard();/choose=2else / 从哈夫曼树文件 hfmTree.dat 中读入信息并建立哈夫曼树 CreateHuffmanTreeFromFile();/*void HuffmanTree:CreateHuffmanTreeFromKeyboard()int Num;coutNum;if (Num=1)cout 无法建立少于

6、 2 个叶子结点的哈夫曼树。 nn; return;LeafNum=Num;Node=new HuffmanNode2*Num-1;Info=new char2*Num-1;for(int i=0;iNum;i+) / 读入哈夫曼树的叶子结点信息 cout 请输入第 i+1 个字符值 ; getchar();Infoi=getchar(); / 源文的字符存入字符数组 Info getchar();coutNodei.weight; / 源文的字符权重存入 Node.weight Nodei.parent=-1;Nodei.lchild=-1;Nodei.rchild=-1;for(i=Num

7、;i2*Num-1;i+)/ 循环建立哈夫曼树内部结点 int pos1=-1,pos2=-1; int max1=32767,max2=32767; for(int j=0;ji;j+)/ 在根节点中选出权值最小的两个 if(Nodej.parent=-1)/ 是否为根结点if(Nodej.weightmax1) max2=max1; max1=Nodej.weight; pos2=pos1; pos1=j; elseif(Nodej.weightmax2) max2=Nodej.weight; pos2=j;Nodepos1.parent=i; Nodepos2.parent=i;Node

8、i.lchild=pos1;Nodei.rchild=pos2; Nodei.parent=-1; Nodei.weight=Nodepos1.weight+Nodepos2.weight; /forcout 哈夫曼树已成功构造完成。 n;/ 把建立好的哈夫曼树写入文件 hfmTree.dat char ch;coutch;if (ch!=y&ch!=Y) return; else ofstream fop; fop.open(hfmTree.dat,ios:out|ios:binary|ios:trunc); / 打开文件 if(fop.fail()件。 n;coutn 哈夫曼树文件打开失败

9、，无法将哈夫曼树写入 hfmTree.dat 文return;fop.write(char*)&Num,sizeof(Num); / for(i=0;iNum;i+) / 再写入源文字符集的所有字符(存储在 fop.write(char*)&Infoi,sizeof(Infoi); flush(cout); for(i=0;i2*Num-1;i+) / 最后写入哈夫曼树的各个结点(存储在 fop.write(char*)&Nodei,sizeof(Nodei); flush(cout);先写入哈夫曼树的叶子结点个数Info 中)Node 中)fop.close(); / 关闭文件coutn 哈

10、夫曼树已成功写入 hfmTree.dat 文件。 n;/*void HuffmanTree:CreateHuffmanTreeFromFile()ifstream fip; fip.open(hfmTree.dat,ios:binary|ios:in); if(fip.fail()cout 哈夫曼树文件 hfmTree.dat 打开失败，无法建立哈夫曼树。 n;return;fip.read(char*)&LeafNum,sizeof(LeafNum);if (LeafNum=1) cout 哈夫曼树文件中的数据有误， 叶子结点个数少于 2 个，无法建立哈夫曼树。n;fip.close();r

11、eturn;Info=new charLeafNum;Node=new HuffmanNode2*LeafNum-1; for(int i=0;iLeafNum;i+)fip.read(char*)&Infoi,sizeof(Infoi);for(i=0;i2*LeafNum-1;i+) fip.read(char*)&Nodei,sizeof(Nodei);fip.close();cout 哈夫曼树已成功构造完成。 n;/*void HuffmanTree:Encoder()if(Node=NULL)/ 内存没有哈夫曼树，则从哈夫曼树文件 hfmTree.dat 中读入信息并建立哈夫曼树 C

12、reateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1)cout 内存无哈夫曼树。操作撤销。 nn;return;/ifchar *SourceText; /字符串数组，用于存放源文/ 让用户选择源文是从键盘输入，还是从源文文件 ToBeTran.txt 中读入 char Choose;coutChoose;if(Choose=1)ifstream fip1(ToBeTran.txt);if(fip1.fail()cout 源文文件打开失败 ! 无法继续执行。 n;return;char ch;int k=0;while(fip1.get(ch) k+; /第一次读文

13、件只统计文件中有多少个字符，将字符数存入 kfip1.close();SourceText=new chark+1; /申请存放源文的字符数组空间SourceTextifstream fip2(ToBeTran.txt);/ 第二次读源文文件， 把内容写入 k=0;while(fip2.get(ch) SourceTextk+=ch;fip2.close();SourceTextk=0;cout 需编码的源文为： ;coutSourceTextendl;else / 从键盘输入源文string SourceBuff;cin.ignore();cout 请输入需要编码的源文 ( 可输入任意长，按

14、回车键结束 ):n; getline(cin,SourceBuff,n);int k=0;while(SourceBuffk!=0)k+;SourceText=new chark+1;k=0;while(SourceBuffk!=0)SourceTextk=SourceBuffk;k+;SourceTextk=0;coutch;if(ch=y|ch=Y)ofstream fip2;fip2.open(ToBeTran.txt);if(!fip2)cerr 文件打开失败！ endl;abort();fip2SourceTextendl; fip2.close();cout 需编码的源文已写入 T

15、oBeTran.txt 中 endl;/ 开始编码ofstream fop(CodeFile.dat,ios:trunc); / 打开码文存放文件 char *code;code=new charLeafNum; /存放一个源文字符的编码int k=0;while(SourceTextk!=0) /源文串中从第一个字符开始逐个编码int star=0;char ch=SourceTextk;for(int i=0;iLeafNum;i+)if(Infoi=ch)/ 求出该文字所在的单元编号break;int j=i;while(Nodej.parent!=-1)j=Nodej.parent;i

16、f(InfoNodej.lchild=Infoi) codestar+=0;else codestar+=1;i=j;codestar=0;for(i=0;istar/2;i+)int j=codei;codei=codestar-i-1;codestar-i-1=j;i=0; / 将源文的当前字符的对应编码写入码文文件 while(codei!=0)fopcodei;i+;k+; / 源文串中的字符后移一个fop.close();cout 已完成编码，码文已写入文件 CodeFile.dat 中。 nn;/*void HuffmanTree:Decoder()中读入信息并建立哈夫曼树/ 如果

17、内存没有哈夫曼树， 则从哈夫曼树文件 hfmTree.dat if(Node=NULL)CreateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1)cout 内存无哈夫曼树。操作撤销。 nn; return;/ 将码文从文件 CodeFile.dat 中读入 CodeStr ifstream fip1(CodeFile.dat);if(fip1.fail()cout 没有码文，无法译码。 n; return;char* CodeStr;int k=0;char ch; while(fip1.get(ch) k+; fip1.close();CodeStr=new cha

18、rk+1; ifstream fip2(CodeFile.dat); k=0;while(fip2.get(ch) CodeStrk+=ch; fip2.close();CodeStrk=0;cout 经译码得到的源文为： ; ofstream fop(TextFile.dat);int i=0; / 码文从第一个符号开始，顺着哈夫曼树由根下行，按码文的当前符号决定 下行到左孩子还是右孩子while(CodeStri!=0) / 下行到哈夫曼树的叶子结点处，则译出叶子结点对应的源文字符 if(CodeStri=0) j=Nodej.lchild;else j=Nodej.rchild;if(N

19、odej.rchild=-1)coutInfoj;fopInfoj; j=LeafNum*2-1-1;i+;fop.close();coutn 译码成功且已存到文件 TextFile.dat 中。 nn;/*void HuffmanTree:PrintCodeFile()char ch;int i=1;ifstream fip(CodeFile.dat);ofstream fop(CodePrin.dat);if(fip.fail()cout 没有码文文件，无法显示码文文件内容。 n; return;while(fip.get(ch) coutch; fopch; if(i=50) coute

20、ndl; fopendl; i=0;i+;coutendl;fopendl; fip.close(); fop.close();/*void HuffmanTree:PrintHuffmanTree()/ 如果内存没有哈夫曼树， 则从哈夫曼树文件 hfmTree.dat 中读入信息并建立哈夫曼树 if(Node=NULL)CreateHuffmanTreeFromFile();if (LeafNum=1)cout 内存无哈夫曼树。操作撤销。 nn; return;ofstream fop(TreePrint.dat,ios_base:trunc);fop.close();PrintHuffma

21、nTree_aoru(2*LeafNum-1-1,0);return;/*void HuffmanTree:PrintHuffmanTree_aoru(int T,int layer)for(int i=0;ilayer;i+) cout_; coutNodeT.weightendl;if(NodeT.lchild!=-1) PrintHuffmanTree_aoru(NodeT.lchild,+layer); if(NodeT.rchild!=-1) PrintHuffmanTree_aoru(NodeT.rchild,layer-);/main.cpp#include#includeusi

22、ng namespace std;int main()HuffmanTree huftree;char Choose;while(1)cout 您可以进行以下操作 :endl;cout1建立哈夫曼树3译码 ( 码文已在文件CodeFile 中 ) 5显示哈夫曼树 endl;退出cout2 endl;编码 ( 源文已在文件ToBeTran 中，或键盘输入 )4显示码文 6*欢迎使用哈夫曼编码/译码系统*endl;coutChoose;switch(Choose)case 1: huftree.CreateHuffmanTree(); break;case 2: huftree.Encoder()

23、; break;case 3: huftree.Decoder(); break;case 4: huftree.PrintCodeFile(); break;case 5: huftree.PrintHuffmanTree(); break;case 6:coutn*感谢使用本系统 !*nn;system(pause);return 0;/switch/while/main【用户手册】进入哈弗曼树系统，出现以下界面：1建立弗曼树2、编码（源文中读入，键盘输入）3、译码4、显示码文5、显示哈弗曼树6、退出用户根据该提示，选择前面数字，就能进入各个功能函数，实现 函数功能。卡串丰*半*串*丰爭*

24、串爭术*只欠迎（J用卩台夫曼编马/i睪 码 系 统*挙半*串辛术*率:i：* 您可以进行以下操作：1建立哈夫曼树3译码（码文己在文件CodeFile中）5显示哈夫曼树2编码（源文已在文件ToBeTran中，或键盘输入）4显示码文6退出请选择一牛操作：搜狗拼音输入法全：:冷*彌*帝*立*冷*来京冷烦迎吏 用 哈夫 曼 编码/译码 系统论*总*址*水*窗*去*总窗立*来*好 魅可以进存以下操作；建立哈夫曼树3译码（码文已在文件CodeFile中）5显示哈夫曼树编码（源文已在文件ToBeTran中，或键盘输入）4显示码文 6退出背选择一个操作;3至译码得到的源文为：VVCT种单码成功卫己存到文件Te

25、xrFi le.曲t中*:材衬衿钠牢*衬半*欢迎使用 哈夫 曼编码/译码 系 统种衬* * 番可以进行以下操作：建立哈夭曼树3译码（码文己在文件CodeFile中）5显示哈夫曼树编码（源文已在文件ToBeTran中，或键盤输入）4显示码文 6退出青选择一个操作：.囲狗拼咅输入汰个：P编码（源文已在文件TdBeT垃n中或键盘输入）4显示码文631情选择 个操作:3屋译码得到的源文为；VVCTVV译码成功且己存到文件TextFi le. dzt中口*审*命常*审*:* *水#欢迎使 用哈夫 曼编码/译 码系统斗#：*总拓*：（审*命*命*岀*;* * 您可以进行以下操作：1建立哈夫曼树3译码（码文

26、己在文件CodeFile中）5显示哈犬曼树2编码（源文已在文件ToBeTran中或键盘输入4显示码文 6退出请选择一个操作:40000000000000100000I0000000000000*材*林*和:*和:*和:*欢迎使用 哈夫曼編码/译码系统 和*和*材*林*榊1*林* 您可以进行以下操作：1建立哈夫曼树3译码（码文已在文件CodeFile中）5显示哈夫曼树2编码（源文已在文件ToBeTran中！或德盘输入）4显示码文 6退出请选择个操作：6半材*榊*榊*粉半*神*材* !或射使用 本 系统！半粉半*神*种*种*种*柚请按任意键继续* 強狗拼音输入法全：【心得体会】本实验是搜集相关资料

27、，然后自己增加功能函数的代码实现的。 因此，在完成未完成的功能函数之前还必须要细心阅读所给出代码， 整体观察各个部分之前的联系，搞清楚已给出和未完成的代码功能之 后，才根据算法，设计出该功能的函数代码。在完成实验时，有发现代码也有纰漏的地方，如在源文件读入的 时候，多出了一个值，得要增加下表减这个代码来去掉。还有就是在 译码的时候，由于变量定义的混淆，在编译的时候通过，但执行时却 出现意料不到的结果，在自己细心观察、思考之前也还没找出错误之 处。后来通过请教老师，在和老师讨论检查之后才知道了错误之所在， 最后改正错误。实验成功完成。参考文献】数据结构与算法（课本）C+ 语言基础? 【唯美句子】

28、 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶坐下，双手抚膝，再闭眼， 让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2? 【唯美句子】 一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。 阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7? 【唯美句子】 清风飘然，秋水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用 手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷恋，是装点？瞬间回眸，点亮了 生命精彩。顶 11 收藏 9? 【唯美句子】 几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新 燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶 0 收藏

29、 2? 【唯美句子】 流年清浅， 岁月轮转， 或许是冬天太过漫长， 当一夜春风吹开万里柳时， 心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小 河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底 的鹅软石，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装，刚刚 睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交头接耳 的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4? 【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗 人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐

30、，品一盏茶，在脑海中搜寻诗中的恬淡闲 适。在春暖花开时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛， 放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽 梦。顶 0 收藏 2? 【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身 置灵魂于旷野，高声吟唱着属于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、 鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3? 【唯美句子】 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权 力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3? 【唯美句子】 那是一株

31、清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿绰约的模样，可 突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的 心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双 手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏 5? 【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着 雨水轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5? 【唯美句子】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我 是悲伤还是欢喜，也许只有那拨动我心弦的秋季，才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4

32、 收藏 3? 【唯美句子】 看着此情此景，我细细地聆听。像是听到了落叶的呢喃，秋风的柔软， 在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大 地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中 的刽子手，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1? 【唯美句子】 很感谢那些耐心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知 道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地 人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。事实上，什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0? 【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被