北京邮电大学信通院数据结构实验三——哈夫曼树实验报告

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1、北京邮电大学信息与通信工程学院2009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：2010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

2、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2.1存储结构二叉树templateclassBiTree{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

3、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BiNodeData：二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成第14页北京邮电大学信息与通信工程学院二叉树中的结点具有相同数据类型及层次关系示意图：rootlchildparentrchild哈夫曼树类的数据域，继承节点类型为int的二叉树classHuffmanTree:publicBiTreedata:HCode*HCodeTable;//编码表inttSize;

4、//编码表中的总字符数二叉树的节点结构templatestructBiNode//二叉树的结点结构{Tdata;//记录数据Tlchild;//左孩子Trchild;//右孩子Tparent;//双亲};示意图：TparentTrchildTlchildTdata编码表的节点结构structHCode{chardata;//编码表中的字符charcode[100];//该字符对应的编码};示意图：charcode[100]chardata待编码字符串由键盘输入，输入时用链表存储，链表节点为st

5、ructNode{charcharacter;//输入的字符第14页北京邮电大学信息与通信工程学院unsignedintcount;//该字符的权值boolused;//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};Node*nextboolusedunsignedintcountcharcharacter示意图：2.2关键算法分析1.初始化函数（voidHuffmanTree::Init(stringInput)）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

6、，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3.1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。3.2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++4.tSize=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：voidHuffmanTree::Init(stringInput){No

7、de*front=newNode;//初始化链表的头结点if(!front)throwexception("堆空间用尽");front->next=NULL;front->character=NULL;front->count=0;Node*pfront=front;charch=Input[0];//获得第一个字符Node*New1=newNode;if(!New1)throwexception("堆空间用尽");New1->character=ch;//将第一个字符插入链表New1->count=1;Ne

8、w1->next=pfront->next;pfront->next=New1;boolreplace=0;//判断在已经写入链表的字符中是否有与当前读出的字符相同的字符intn=1;//统计链表中字符个数for(inti=1;inext;if