北邮数据结构实验报告

北邮数据结构实验报告

北京邮电大学信息与通信工程学院 XX级数据结构实验报告

实验名称： 实验三哈夫曼编/解码器的实现 学生姓名：陈聪捷 日 期： XX年11月28日 1.实验要求 一、实验目的：

了解哈夫曼树的思想和相关概念; 二、实验内容：

利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器

1.初始化：能够对输入的任意长度的字符串s进行统计，统计每个字符的频度，并建立哈夫曼树。

2.建立编码表：利用已经建好的哈夫曼树进行编码，并将每个字符的编码输出。

3.编码：根据编码表对输入的字符串进行编码，并将编码后的字符串输出。

4.译码：利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码，并输出译码结果。

5.打印：以直观的方式打印哈夫曼树。

6.计算输入的字符串编码前和编码后的长度，并进行分析，讨论哈夫曼编码的压缩效果。

7.用户界面可以设计成“菜单”方式，能进行交互，根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度，对没有出现的字符一律不用编码。 2. 程序分析 存储结构 二叉树 template class BiTree { public:

BiTree(); //构造函数，其前序序列由键盘输入 ~BiTree(void); //析构函数

BiNode* Getroot(); //获得指向根结点的指针 protected:

BiNode *root; //指向根结点的头指针 };

//声明类BiTree及定义结构BiNode Data：

二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成

哈夫曼树类的数据域，继承节点类型为int的二叉树

class HuffmanTree:public BiTree data: HCode* HCodeTable;//编码表 int tSize; //编码表中的总字符数 二叉树的节点结构 template

struct BiNode //二叉树的结点结构 { T data; //记录数据 T lchild; //左孩子 T rchild; //右孩子 T parent; //双亲 };

编码表的节点结构 struct HCode {

char data; //编码表中的字符 char code; //该字符对应的编码 };

待编码字符串由键盘输入，输入时用链表存储，链表节点为 struct Node {

char character; //输入的字符 unsigned int count;//该字符的权值

bool used; //建立树的时候该字符是否使用过 Node* next; //保存下一个节点的地址 }; 示意图：

关键算法分析

1.初始化函数(void HuffmanTree::Init(string Input))

算法伪代码：

1.初始化链表的头结点

2.获得输入字符串的第一个字符，并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链表 中字符的个数)

3.从字符串第2个字符开始，逐个取出字符串中的字符

将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较，如果当前取出

的字符与链表中已经存在的某个字符相同，则链表中该字符的权值加1。

如果当前取出的字符与链表中已经存在的字符都不相同，则将其加入

到链表尾部，同时n++

=n(tSize记录链表中字符总数，即哈夫曼树中叶子节

点总数)

5.创建哈夫曼树 6.销毁链表 源代码：

void HuffmanTree::Init(string Input) {

Node *front=new Node; //初始化链表的头结点 if(!front)

throw exception(\堆空间用尽\ front->next=NULL; front->character=NULL; front->count=0; Node *pfront=front;

char ch=Input; //获得第一个字符 Node* New1=new Node; if(!New1)

throw exception(\堆空间用尽\

New1->character=ch; //将第一个字符插入链表 New1->count=1;

New1->next=pfront->next; pfront->next=New1;

bool replace=0; //判断在已经写入链表的字符中是