哈弗曼编码课程设计实验报告

1、哈弗曼编码课程设计实验报告目录一、 实训要求 .2二、 课题分析和设计 .21、 基本需求分析 2,32、 对应的类 .3,4,5三、 主要功能界面 .51、 主界面 52、 读取文章并对字符编码 53、 哈弗曼编码信息 .64、 文章编码 .65、 文章译码 .66、 错误处理 .7四、 总结 （课设心得体会 ） 7五、 附录 （主要函数代码 ） 714一、实训要求1、输入为：一段中文或英文的文章的文件名。 2、读取文章的字符信息。3、 对字符进行权值的计算。4、 根据权值构造哈弗曼树。5、 生成对应的编码。6、 输出为：原文章的编译（译文）。7、 根据已经生成的编码表，输入任意的译文 可以

2、得到原文。二、课题分析和设计1.基本需求分析：（1） 在通信过程中，为了提高信道利用率， 缩短信息传输时间降低传输成本，需要一编译 码器。（2） 此哈弗曼编码译码器应具有编码译码 的双向功能，即在发送端通过编码系统对传入的数据进行编码。（3） 在接收端将数据译码，将具有两项功 能的编码译码器用于双工信道就可满足，双工 信道的双向编译功能。（4） 输入某段报文是，系统将自己完成编 译输出。（5）、程序设计流程：文字表述：开始进入功能选择界面，包含五种操作 （1）读取文章并对字符编码。（2） 哈夫曼编码信息。（3） 文章编码。（4） 文章译码。（5） 退出程序。操作：（1）给定一篇文章，统计字符出

3、现的概率， 并根据概率建立哈弗曼树，并利用哈弗曼树对字符进哈夫曼编码。（2） 显示哈弗曼编码信息，包括字符和其 哈弗曼编码。（3） 对文章进行译码，显示译码信息，并 保存。（4）对文章进行译码，显示并保存。 流程图:程序开始程序主界面读 取 文哈 夫 曼文 章文 章退 出显 示保 存返 回显 示保 存返 回2、对应的类：定义类：class element /结点类 public:char name;/字符名 int weight;/字符权值 int lchild;/左孩子int rchild;/右孩子int parent;/父结点 element()weight = 0;lchild = -1

4、;rchild = -1;parent =-1;element();定义字符和出现的次数： class name /字符类public:char pname;/字符名int num;/字符出现的次数 double lweight;/字符的权值 name()num = 0;lweight = 0;name();定义字符总类总数和存储信息：class getname /关于字符类public:char file_namemax2;/文件名int n; /字符的种类int sum; /字符的总数name lettermax1; /存储字符信息的类的数 组getname()sum = 0;n = 0;

5、；定义编码类：class codenode/编码类public:char ch; /存储字符char save_codemax1; /存储编码;主要功能实现类：class functionpublic:getname l;int fn; /定义哈夫曼数组大小element huffmantmax3; /哈夫曼数组 codenode codemax1; /字符编码数组 function()fn = 0;；三、主要功能界面： 1、主界面：2、读取文章并对字符编码：3、哈弗曼编码信息：4、文章编码：5、文章译码：6、错误处理：四、总结（课设心得体会）：三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不 仅检

6、验了我所学习的知识，也培养了我如何去 把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完 成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计， 和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学 会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学 会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计 是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着 是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少 的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含 义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实 地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大 潮中奔跑打下坚实的基础 . 通过这次课程设 计，本人在多方面都有所提高。在这次设计过 程中，体现出自

7、己单独设计模具的能力以及综 合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自 己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学 习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。六、 附录（源代码）： #include #include #include #include #define max1 150#define max2 50#define max3 256using namespace std;class element /结点类 public:char name;/字符名 int weight;/字符权值 int lchild;/左孩子 int rchild;/右孩子 int parent;/父结点 elemen

8、t()weight = 0;lchild = -1;rchild = -1;parent =-1;element();class codenode/编码类 public:char ch; /存储字符char save_codemax1; /存储编码 ;class name /字符类public:char pname;/字符名int num;/字符出现的次数 double lweight;/字符的权值 name()num = 0;lweight = 0;name();class getname /关于字符类public:char file_namemax2;/文件名int n; /字符的种类in

9、t sum; /字符的总数name lettermax1; /存储字符信息的类的数 组getname()sum = 0;n = 0;void getweight()/得到字符的权值for (int i = 0; i n; i+)letteri.lweight = (double) letteri.num / sum; /出现的次数除总数得到权值int readletter()ifstream input;cout 请输入文件名： file_name;input.open(file_name); /打开文件if (input.fail()cout 该文件不存在！ endl; return 0;c

10、har ch;ch = input.get();letter0.pname = ch;letter0.num+;sum+;while (!input.eof()/读取文件中的所有字符 int tag = 0;ch = input.get();for (int i = 0; i n + 1; i+)if (letteri.pname = ch)letteri.num+;sss +;sss = 1;if (tag = 0)n+;lettern.pname = ch;lettern.num+;sum+;sum-;input.close();getweight(); /得到字符权值;class fun

11、ctionpublic:getname l;int fn; /定义哈夫曼数组大小element huffmantmax3; /哈夫曼数组 codenode codemax1; /字符编码数组 function()fn = 0;void charhuffmantcoding()/编码功能实现 int i, f, c;char *cd = new char l.n+1; / 暂时存储编 码的数组int start; /编码读取起始位置cdl.n = 0;for (i = 0; i = 0) if (huffmantf.lchild = c)/ 如果为左 孩子，为0cd-start = 0;else

12、/如果为右孩子，为 1cd-start = 1;c = f;strcpy(codei.save_code, &cdstart); / 将结果存入对应的编码数组中void outputhuffmantcode()cout 哈夫曼编码： endl;cout endl;cout 字符tt 哈夫曼编码 endl;for (int i = 0; i l.n; i+)/ 输出字符，哈夫 曼编码cout endl;cout huffmant t t;cout codei.save_code;cout endl;cout endl;void initht()/哈夫曼初始化l.readletter(

13、);fn = (l.n)*2 - 1;for (int i = 0; i fn; i+)if (i l.n)huffmantl.letteri.pname;huffmanti.weightl.letteri.lweight;=void select_2min(int m, int &p1, int &p2)/ 选 择最小的两个节点int i;double m1, m2;m1 = m2 = 1;p1 = p2 = -1;for (i = 0; i m; i+)if (huffmanti.parent = -1 & huffmanti.weight m1)/ 找出未访问过的 权值最小节

14、点m2 = m1;p2 = p1;m1 = huffmanti.weight;p1 = i;else if (huffmanti.parent = -1 & huffmanti.weight m2)/ 找出未访问过的 权值第二小结点m2 = huffmanti.weight;p2 = i;void creatht()/建立哈夫曼树 /核心int i, p1, p2;initht();for (i = l.n; i fn; i+)select_2min(i, p1, p2);huffmantp1.parenthuffmantp2.parent = i;=huffmanti.weighthuffm

15、antp1.weighthuffmantp2.weight;huffmanti.lchild = p1;huffmanti.rchild = p2;int outarticlecode()/显示文章编码 ifstream input;input.open(l.file_name);if (input.fail()cout 文件不存在！ endl; return 0;char ch;cout 文章编码如下： endl; while (!input.eof()ch = input.get();for (int i = 0; i l.n; i+)=+if (codei.ch = ch)cout co

16、dei.save_code;cout endl;input.close();int savearticlecode()/保存文章编码ofstream output;ifstream input;char namef1max2;input.open(l.file_name);if (input.fail()cout 该文件不存在！ endl; return 0;cout 请输入保存文章编码的文件名： namef1;output.open(namef1);char ch;while (!input.eof()ch = input.get();for (int i = 0; i l.n; i+) i

17、f (codei.ch = ch)for(int j = 0; j strlen(codei.save_code); j+)output.put(codei.save_codej);input.close();output.close();cout 保存完毕！ endl;int outtranscode() /文章译码操作ifstream input;char namefmax2;cout 请输入保存文章编码的文件名： namef;input.open(namef);if (input.fail()cout 该文件不存在！ = 0)c = huffmantc.lchild;if (huffma

18、ntc.lchild = -1)/判断是 否到叶子cout = 0)c = huffmantc.rchild;if (huffmantc.rchild = -1)/判断是 否到叶子cout huffmant; /输出 字符c = 2 * l.n - 2; /返回根节点ch = input.get();cout endl;input.close();int savetranscode()/保存文章译码ofstream output;ifstream input;char namefmax2;char namef1max2;cout 请输入文章编码所在的文件名： namef;input

19、.open(namef);if (input.fail()cout 该文件不存在！ endl; return 0;cout 请输入保存文章译码的文件名： namef1;output.open(namef1);char ch;ch = input.get();int c = 2 * l.n - 2;while (!input.eof()if (ch = 0)if (huffmantc.lchild = 0)c = huffmantc.lchild;if (huffmantc.lchild = -1)output.put(huffmant); c = 2 * l.n - 2;if (c

20、h = 1)if (huffmantc.rchild = 0)c = huffmantc.rchild;if (huffmantc.rchild = -1) output.put(huffmant); c = 2 * l.n - 2;ch = input.get();input.close();output.close();cout 保存完毕！ endl;int main()function *a = new function; while (1) /主界面显示cout*endl;cout * 欢迎进入编 /译码系统*endl;cout*endl;coutendl;cout * 功

21、能如下：*endl;cout *1. 读取文章并对字符编码 *endl;cout *2. 哈夫曼编码信息 *endl;cout *3. 文章编码*endl;cout *4. 文章译码*endl;cout *5. 退出程序*endl;coutendl;char ch;cout 请选择功能：; cin ch;switch (ch)case 1:/读取文章并对字符编码 delete a;a = new function;system(cls);a-creatht();a-charhuffmantcoding(); cout 操作完毕！ outputhuffmantcode();system(pause);system(cls);break;case 3:/文章编码system(cls);while (1)cout endl;cout 1.显示文章编 码 endl;cout 2.保存文章编 码 endl;cout 3.返回上一界 面 endl;char ch1;cout endl 请选择功 能：;cin ch1;switch (ch1)case 1:/显示文章编码system(cls);a-out