哈夫曼编码译码器数据结构C语言.docx

1、哈夫曼编码译码器数据结构C语言哈夫曼编码译码器数据结构C语言一、需求分析目前，进行快速远距离通信的主要手段是电报，即将需传送的文字转化成由二级制的字符组成的字符串。例如，假设需传送的电文为“ABACCDA”，它只有4种字符，只需两个字符的串，便可以分辨。假设A、B、C、D、的编码分别为00,01,10和11，则上述7个字符的电文便为“00010010101100”，总长14位，对方接受时，可按二位一分进行译码。当然，在传送电文时，希望总长尽可能地短。如果对每个字符设计长度不等的编码，且让电文中出现次数较多的字符采用尽可能短的编码，则传送电文的总长便可减少。如果设计A、B、C、D的编码分别为0,

2、00,1,01，则上述7个字符的电文可转换成总长为9的字符串“000011010”。但是，这样的电文无法翻译，例如传送过去的字符串中前4个字符的字串“0000”就可以有很多种译法，或是“AAAA”或者“BB”，或者“ABA”等。因此，若要设计长短不等的编码，则必须是任一字符的编码都不是另一个字符的编码的前缀，这种编码称作前缀编码。然而，如何进行前缀编码就是利用哈夫曼树来做，也就有了现在的哈夫曼编码和译码。二、概要设计利用哈夫曼树编/译码（一）、建立哈夫曼树（二）、对哈夫曼树进行编码（三）、输出对应字符的编码（四）、译码过程主要代码实现：struct code /结构体的定义 char a; i

3、nt w; int parent; int lchild; int rchild;void creation(code *p,int n,int m); /建立哈夫曼树void coding(code *p,int n); /编码void display(code *p,int n,int m); /输出函数void translate(char *hc,code *p,int n); /译码三、 详细设计（1）、建立哈夫曼树（2）从叶子到根逆向求编码、对哈夫曼树进行编码主要代码实现：for(c=i,f=pi.parent;f!=0;c=f,f=pf.parent) if(pf.lchild=

4、c) /左孩子编码为0 cd-start=0; else /右孩子编码为1 图3-4 cd-start=1; （3）、输出对应字符的码字符编码a110b111c10d表3-10（4）、译码过程主要代码实现：if(strcmp(a,hci)=0) /比较两个字符串是否相等，相等则输出0 for(c=2*n-1,j=0;aj!=0;j+) /从根出发，按字符0或1确定找左孩子或右孩子从跟到叶子顺向求字符 if(aj=0) /左孩子 c=pc.lchild; else c=pc.rchild; /右孩子 图3-5四、 调试分析（一）、数字的输入判断（二）、字母的输入判断（三）、程序是否继续进行的判断

5、图4-3五、 用户手册（1）、首先根据提示输入初始化数据，提示输入一个数字，请输入一个数a，0a9999；提示输入一个字母，则请输入一个字母（az)或者(AZ)中的一个字符；请勿在输入一个数字后再输入一个字符，或者在输入一个字符后再输入一个数字。（2）在某一界面结束后，会有“请按回车继续下面操作”提示，请按提示进行操作，如输入其他数字则无效，知道输入回车符界面才会跳转。（3）对界面的操作可以自行选择，在询问是否译码的时候，请按要求进行选择，在一次译码结束后会询问是否继续译码，如需要则输入y或者Y，输入其他字符则退出程序。六、测试结果（一）、初始化（二）、建立哈夫曼树（三）、哈夫曼编码（四）、哈

6、夫曼译码（五）、错误判定附录：源代码：#include#include#include#includestruct code /结构体的定义 char a; int w; int parent; int lchild; int rchild;void creation(code *p,int n,int m); /建立哈夫曼树void coding(code *p,int n); /编码void translate(char *hc,code *p,int n);/译码void display(code *p,int n,int m); /输出函数/主函数void main() int i,n

7、,m; code *ht; printf(字符的数量:n(请输入一个大于0的数字,输入多个数字则按第一个数字运行)n); while(scanf(%d,&n)!=1|n9999) printf(重新输入：n); fflush(stdin); m=2*n-1; /哈夫曼树中没有度为1的结点，故含有m=2n-1个结点 ht=(code*)malloc(m+1)*sizeof(code);/动态申请内存 for(i=1;ia|hti.aA|hti.aZ) printf(重新输入：n); fflush(stdin); scanf(%c,&hti.a);/清空输入缓冲区，往往是确保不影响后面数据的读取

8、printf(输入字符的权值(请输入一个数字):n); while(scanf(%d,&hti.w)!=1|hti.w9999) printf(重新输入：n); fflush(stdin); /清空输入缓冲区，往往是确保不影响后面数据的读取 hti.lchild=0; hti.rchild=0; hti.parent=0; for(i=n+1;i=m;i+) /对n+12n-1的数进行初始化 hti.a=*; hti.w=0; hti.lchild=0; hti.rchild=0; hti.parent=0; creation(ht,n,m); printf(请按回车进入哈夫曼树对应界面n);

9、 getchar(); getchar(); system(cls); display(ht,n,m); printf(请按回车进入编码对应界面n); getchar(); system(cls); coding(ht,n); getchar();void creation(code *ht,int n,int m) int i,j,m1,m2,t1,t2; for(i=n+1;i=m;i+) j=1; /找到第一个最小值（双亲不为0） while(htj.parent!=0) /找到表中第一个没有双亲的结点 j+; t1=htj.w; m1=j; for(j=m1+1;j=m;j+) if(

10、htj.parent=0&htj.w!=0)/条件(htj.w!=0)是因为n2n-1的权值初始值为0 if(htj.wt1) t1=htj.w; m1=j; htm1.parent=i; /第一个值的双亲为hti hti.lchild=m1; /hi的的左孩子是最小值的序号 j=1; /剩余中找到第二个最小值（双亲不为0） while(htj.parent!=0) j+; t2=htj.w; m2=j; for(j=m2+1;j=m;j+) if(htj.parent=0&htj.w!=0) if(htj.wt2) t2=htj.w; m2=j; htm2.parent=i; /第二个值的双

11、亲为hti hti.rchild=m2; /hi的的左孩子是最小值的序号 hti.w=t1+t2; /hi的权值是找到的两个值的权值之和 void coding(code *p,int n) int i,c,f; char *hc; /指针的指针 char *cd; char ch; int start; hc=(char*)malloc(n+1)*sizeof(char *); /分配n个字符编码的头指针向量 cd=(char*)malloc(n*sizeof(char); /分配求编码的工作空间 cdn-1=0; /编码结束符 for(i=1;i=n;i+) start=n-1; for(

12、c=i,f=pi.parent;f!=0;c=f,f=pf.parent)/从叶子到根逆向求编码 if(pf.lchild=c) /左孩子编码为0 cd-start=0; else /右孩子编码为1 cd-start=1; hci=(char*)malloc(n-start)*sizeof(char);/为第i个字符编码分配空间 strcpy(hci,&cdstart); /从cd复制编码（串）到hc,&是取地址符，即取首地址，从start位置到0的编码为止。 free(cd); /释放工作空间 printf(n输出编码后的结果：n); printf(符号 数码n); for(i=1;i=n;

13、i+) printf(n%c %sn,pi.a,hci); printf(是否进行译码操作，是则译码，否则退出程序！n是（输入y/Y）否（输入其他字符）n); scanf(%d,&ch); if(ch=y|ch=Y) translate(hc,p,n); else exit(0);void translate(char *hc,code *p,int n) char a10,ch; int i,j,c; do printf(nnn请输入编码：n); scanf(%s,a); /回车之后会自动生成0 for(i=1;in) printf(编码不存在对应的字符！n); printf(是否继续输入?

14、是（输入y或者Y）否(其他）n); fflush(stdin); scanf(%c,&ch); while(ch=y|ch=Y); void display(code *p,int n,int m) int i; printf(n序号 码值 权值 双亲 左孩子 右孩子n); for(i=1;i=m;i+) printf(%d %c %d %d %d %dn,i,pi.a,pi.w,pi.parent,pi.lchild,pi.rchild); 设计体会通过这个课程设计，让我对数据结构这门课程有了更深一步的了解，对以后的深造奠定了基础。本次课程设计的课题是：哈夫曼编码以及译码的实现。本程序的特色是：结构清晰，内容全面，输入的错误提醒。在输入的错误的提醒方面，做了很大的改进。不过在这方面仍存在些许的不足，就是在输入一个字母的时候，如果输入的数据是ab，不会提示错误，只会按第一个a有效。在初始化的时候，输入a3这种数据，则不会提示错误，而是执行了下一条scanf语句输入的数字。学习是一个无止境的过境，我们要善于使用资源，书籍，网络等等，努力地提升自己，为今后的发展做更大的努力。