数据结构实验三哈夫曼树实验报告.docx
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数据结构实验三哈夫曼树实验报告
题目:
哈夫曼编/译码器
一、题目要求:
写一个哈夫曼码的编/译码系统,要求能对要传输的报文进行编码和解码。
构造哈夫曼树时,权值小的放左子树,权值大的放右子树,编码时右子树编码为1,左子树编码为0.
二、概要设计:
数据结构:
typedefstruct
{
intbit[MAXBIT];
intstart;
}HCodeType;/*编码结构体*/
typedefstruct
{
intweight;
intparent;
intlchild;
intrchild;
charvalue;
}HNode;/*结点结构体*/
函数:
voidDEMONHuffmanTree(HNodeHuffNode[MAXNODE],intn)
作用:
构造一个哈夫曼树,并循环构建
intmain()
作用:
运用已经构建好的哈弗曼树,进行节点的处理,达到成功解码编译
三、详细设计:
哈夫曼树的建立:
voidDEMONHuffmanTree(HNodeHuffNode[MAXNODE],intn)
{
inti=0,j,m1,m2,x1,x2;
charx;
/*初始化存放哈夫曼树数组HuffNode[]中的结点*/
while(i { HuffNode[i].weight=0;//权值 HuffNode[i].parent=-1; HuffNode[i].lchild=-1; HuffNode[i].rchild=-1; scanf("%c",&x); scanf("%c",&HuffNode[i].value);//实际值,可根据情况替换为字母 i++; } /*输入n个叶子结点的权值*/ scanf("%c",&x); for(i=0;i { scanf("%d",&HuffNode[i].weight); } for(i=n;i<2*n-1;i++) { HuffNode[i].weight=0;//权值 HuffNode[i].parent=-1; HuffNode[i].lchild=-1; HuffNode[i].rchild=-1; HuffNode[i].value=i; } /*循环构造Huffman树*/ for(i=0;i { m1=m2=MAXQZ;//m1、m2中存放两个无父结点且结点权值最小的两个结点 x1=x2=0;//找出所有结点中权值最小、无父结点的两个结点,并合并之为一颗二叉树 for(j=0;j { if(HuffNode[j].weight { m2=m1;//m1中是最小 x2=x1; m1=HuffNode[j].weight; x1=j; } elseif(HuffNode[j].weight { m2=HuffNode[j].weight; x2=j; } }/*endfor*/ /*设置找到的两个子结点x1、x2的父结点信息*/ HuffNode[x1].parent=n+i; HuffNode[x2].parent=n+i; HuffNode[n+i].weight=HuffNode[x1].weight+HuffNode[x2].weight; HuffNode[n+i].lchild=x1; HuffNode[n+i].rchild=x2; } } 叶子节点的哈夫曼编码的保存: for(j=cd.start+1;j HuffCode[i].bit[j]=cd.bit[j]; HuffCode[i].start=cd.start; 主函数展示: intmain() { HNodeHuffNode[MAXNODE]; HCodeTypeHuffCode[MAXLEAF],cd; inti,j,c,p,n,k=0; charwen[100]; charz; scanf("%d",&n); HuffmanTree(HuffNode,n); for(i=0;i { cd.start=n-1; c=i; p=HuffNode[c].parent; while(p! =-1)/*父结点存在*/ { if(HuffNode[p].lchild==c) cd.bit[cd.start]=0; else cd.bit[cd.start]=1; cd.start--;/*求编码的低一位*/ c=p; p=HuffNode[c].parent;/*设置下一循环条件*/ }/*endwhile*/ for(j=cd.start+1;j HuffCode[i].bit[j]=cd.bit[j]; HuffCode[i].start=cd.start; }/*endfor*/ z=getchar(); z=getchar(); for(;z! ='\n';z=getchar()) { wen[k++]=z; for(i=0;i { if(z==HuffNode[i].value) { for(j=HuffCode[i].start+1;j printf("%d",HuffCode[i].bit[j]); break; } else; } } printf("\n"); for(i=0;i { printf("%c",wen[i]); } printf("\n"); return0; } 四、调试分析与心得体会: 虽然哈夫曼树的建立有书上的参考,但是实际写整个代码的时候还是问题重重。 首先就是哈弗曼树忘记了初始的赋值,导致最后出现了问题。 这样的错误还是很容易解决,但是之后就出现了WA的情况。 在同学的帮助下,最后发现是因为在选取节点的时候,循环出现了问题,虽然看起来编译没有错,但是边缘情况就会出现数据错误,这个还是很令人警醒,而这种思考的不全面的问题,在debug的过程中会耗去大量的时间,这是要注意的。 五、用户操作说明: 输入表示字符集大小为n(n <= 100)的正整数,以及n个字符和n个权值(正整数,值越大表示该字符出现的概率越大); 输入串长小于或等于100的目标报文。 六、运行结果: 附带自己的算法完成的结果图,可以通过PrtSc和图片编辑器获得; 七、附录: #include #include #defineMAXBIT100 #defineMAXLEAF30 #defineMAXNODEMAXLEAF*2-1 #defineMAXQZ10000//权值 typedefstruct { intbit[MAXBIT]; intstart; }HCodeType;/*编码结构体*/ typedefstruct { intweight; intparent; intlchild; intrchild; charvalue; }HNode;/*结点结构体*/ /*构造一颗哈夫曼树*/ voidHuffmanTree(HNodeHuffNode[MAXNODE],intn) { inti=0,j,m1,m2,x1,x2; charx; /*初始化存放哈夫曼树数组HuffNode[]中的结点*/ while(i { HuffNode[i].weight=0;//权值 HuffNode[i].parent=-1; HuffNode[i].lchild=-1; HuffNode[i].rchild=-1; scanf("%c",&x); scanf("%c",&HuffNode[i].value);//实际值,可根据情况替换为字母 i++; } /*输入n个叶子结点的权值*/ scanf("%c",&x); i=0; while(i { scanf("%d",&HuffNode[i].weight); i++; } for(i=n;i<2*n-1;i++) { HuffNode[i].weight=0;//权值 HuffNode[i].parent=-1; HuffNode[i].lchild=-1; HuffNode[i].rchild=-1; HuffNode[i].value=i; } /*循环构造Huffman树*/ for(i=0;i { m1=m2=MAXQZ;//m1、m2中存放两个无父结点且结点权值最小的两个结点 x1=x2=0;//找出所有结点中权值最小、无父结点的两个结点,并合并之为一颗二叉树 for(j=0;j { if(HuffNode[j].weight { m2=m1;//m1中是最小 x2=x1; m1=HuffNode[j].weight; x1=j; } elseif(HuffNode[j].weight { m2=HuffNode[j].weight; x2=j; } }/*endfor*/ /*设置找到的两个子结点x1、x2的父结点信息*/ HuffNode[x1].parent=n+i; HuffNode[x2].parent=n+i; HuffNode[n+i].weight=HuffNode[x1].weight+HuffNode[x2].weight; HuffNode[n+i].lchild=x1; HuffNode[n+i].rchild=x2; } } intmain() { HNodeHuffNode[MAXNODE];/*定义一个结点结构体数组*/ HCodeTypeHuffCode[MAXLEAF],cd;/*定义一个编码结构体数组,同时定义一个临时变量来存放求解编码时的信息*/ inti,j,c,p,n,k=0; charwen[100]; charz; scanf("%d",&n); HuffmanTree(HuffNode,n); for(i=0;i { cd.start=n-1; c=i; p=HuffNode[c].parent; while(p! =-1)/*父结点存在*/ { if(HuffNode[p].lchild==c) cd.bit[cd.start]=0; else cd.bit[cd.start]=1; cd.start--;/*求编码的低一位*/ c=p; p=HuffNode[c].parent;/*设置下一循环条件*/ }/*endwhile*/ /*保存求出的每个叶结点的哈夫曼编码和编码的起始位*/ for(j=cd.start+1;j HuffCode[i].bit[j]=cd.bit[j]; HuffCode[i].start=cd.start; }/*endfor*/ z=getchar(); z=getchar(); for(;z! ='\n';z=getchar()) { wen[k++]=z; for(i=0;i { if(z==HuffNode[i].value) { for(j=HuffCode[i].start+1;j printf("%d",HuffCode[i].bit[j]); break; } else; } } printf("\n"); i=0; while(i { printf("%c",wen[i]); i++; } printf("\n"); return0; } ∙ 上机实习要求: 1、认真准备,按时参加上机实习,不得无故缺席,抽查不到者扣分; 2、独立完成老师布置的题目,上机完成程序并调试正确,课后完成实验报告的编写,将上机程序和实验报告打包后交给辅导老师评定分数,实验报告要求和评分标准见后面; 3、提倡创新,可对课本上提供的算法进行改进; 4、上机程序必须在程序中提供足够的注释,详细为好。 5、实验报告不用写出算法,只要写出对课程设计的见解,如对某一算法的改进思想,算法设计思想,调试算法过程中出现的问题及改进方法,调试程序的体会等。 只要是自己编程和调试就会写出相应的报告。 考核标准 1、机试程序和结果、设计报告缺一不可,机试程序和结果压缩打包后上交给辅导老师,设计报告主要是自己的设计过程和调试心得,报告中不必附带全部的源程序)。 机试成绩占总成绩60%,设计报告占40%。 2、上机程序和设计报告必须独立完成,严禁抄袭,若发现雷同,原创者视上机结果最多60分,抄袭者按0分计,若找不到原创,都按0分计。 所以原创同学注意,我们的检查专门针对抄袭情况,一旦发现将严肃处理! ! ! Welcome! ! ! 欢迎您的下载, 资料仅供参考!
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