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北邮数据结构实验报告

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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

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
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