3哈夫曼编译器Word格式文档下载.docx
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C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
频度
186
64
13
22
32
103
21
15
47
57
1
5
20
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
63
48
51
80
23
8
18
16
3.实现提示
(1)编码结果以文本方式存储在文件Codefile中。
(2)用户界面可以设计为“菜单”方式:
显示上述功能符号,再加上“Q”,表示退出运行Quit。
请用户键入一个选择功能符。
此功能执行完毕后再显示此菜单,直至某次用户选择了“Q”为止。
(3)在程序的一次执行过程中,第一次执行I,D或C命令之后,赫夫曼树已经在内存了,不必再读入。
每次执行中不一定执行I命令,因为文件hfmTree可能早已建好。
三、概要设计
程序主要分为五部分,哈夫曼节点的定义,哈夫曼编码的定义,Select函数选择出权值最小的节点,Initialization函数生成哈夫曼树,主函数。
四、详细设计
1.数据存储结构设计
(1)哈夫曼节点
哈夫曼节点数据类型如下,包含字符,权值,父节点,左右孩子:
typedefstruct{
charch;
unsignedintweight;
unsignedintparent,lchild,rchild;
}HTNode,*HfmTree;
(2)哈夫曼编码
哈夫曼编码用二级指针存储,动态分配空间:
typedefchar**HfmCode;
2.算法的设计思想
(1)Select函数
voidSelect(HfmTreeHT,inta,int&
s1,int&
s2){
//选择出parent为0的两个权值最小的两个节点,s1节点权值小于s2节点
inti,temp;
i=0;
while(HT[++i].parent!
=0);
s1=i;
s2=i++;
if(HT[s1].weight>
HT[s2].weight){
temp=s1;
s1=s2;
s2=temp;
}
for(;
i<
=a;
i++){
if(HT[i].parent==0)
if(HT[i].weight<
HT[s1].weight)s1=i;
elseif(HT[i].weight<
HT[s2].weight)s2=i;
}//选出权值最小且无父节点的节点,选择范围为i-a;
(2)Initialization函数
voidInitialization(HfmTree&
HT,HfmCode&
HC,intn,stringch,int*w)
{
inti,m,s1,s2,start,c,f;
//iHTNode位置,m为哈夫曼树节点数,s1s2选择节点,start开始点,c当前节点,f父节点
char*cd;
if(n<
=1)return;
m=2*n-1;
HT=(HfmTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));
//0号单元使用
for(i=1;
=n;
HT[i].ch=ch[i-1];
HT[i].weight=w[i-1];
HT[i].parent=0;
HT[i].lchild=0;
HT[i].rchild=0;
}//初始化叶子节点
=m;
HT[i].ch='
0'
;
HT[i].weight=0;
}//----------------为什么不能批量赋值----------!
!
for(i=n+1;
i++){//建立哈夫曼树
Select(HT,i-1,s1,s2);
HT[s1].parent=i;
HT[s2].parent=i;
HT[i].lchild=s1;
HT[i].rchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
HC=(HfmCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));
cd[n-1]='
\0'
start=n-1;
for(c=i,f=HT[i].parent;
f!
=0;
c=f,f=HT[f].parent){
if(HT[f].lchild==c){
cd[--start]='
}else{
1'
}
HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));
strcpy(HC[i],&
cd[start]);
free(cd);
cout<
<
"
生成成功!
endl<
endl;
ID\tchar\t"
weight"
\t"
parent"
lchild"
rchild"
2*n;
HT[i].ch<
HT[i].weight<
HT[i].parent<
HT[i].lchild<
HT[i].rchild<
char\t"
Code\t"
HC[i]<
}
//生成,前半部分为生成哈夫曼树,调用Select得出权值最小的两项,计算权值
//后半部分为哈夫曼编码生成,从后到前生成,动态分配空间大小
3.源程序
#include<
iostream>
fstream>
string>
usingnamespacestd;
//iHTNode位置,m为哈夫曼树节点数,s1s2选择节点,start开始点,c当前节点,f父节点
}//----------------为什么不能批量赋值----------
cout<
intmain(){
ifstreaminput_file;
ofstreamoutput_file;
charaction;
stringtoBeTranSource,textFileSource;
stringcharsIn,code;
inti,j,c,n,w[100];
HfmTreeHT;
HfmCodeHC;
while(action!
='
Q'
){
**********************************************"
*哈夫曼编码/译码器*"
**"
*I.初始化E.编码D.译码/P.印码/T.印树*"
*C.清屏*"
*Codebywhocaresu16/12/2010*"
请输入操作码:
cin>
>
action;
action=toupper(action);
switch(action){
case'
I'
:
//输入信息
请输入字符数:
n;
请输入字符组(紧密输入不用空格区分):
getline(cin,charsIn);
输入各个权重(中间空格):
w[i-1];
Initialization(HT,HC,n,charsIn,w);
//输出备份到文件
正在输出备份到hfmTree.txt..."
output_file.open("
hfmTree.txt"
);
if(!
output_file){
system("
cls"
Can'
topenfile!
return1;
output_file<
charsIn<
\n"
for(i=0;
w[i]<
"
--------以下为具体编码信息--------"
Char\tCode\t"
output_file.close();
备份到hfmTree.txt成功!
;
break;
E'
//判断内存中是否有生成哈夫曼树,没有的话从文件读入
if(sizeof(HC)<
5){
内存中不存在哈夫曼树,从hfmTree.txt读入!
input_file.open("
input_file){
input_file>
getline(input_file,charsIn);
input_file.close();
ToBeTran.txt"
-------从ToBetTran.txt读取数据为--------"
getline(input_file,toBeTranSource);
toBeTranSource<
----------------------------------------"
CodeFile.txt"
------编译的密文(输出到CodeFile.txt)----"
=toBeTranSource.length();
for(j=1;
j<
j++){
if(toBeTranSource[i]==HT[j].ch){
HC[j];
------------编译完成--------------------"
D'
//译码
return1;
------------读取的编码为----------------------"
getline(input_file,code);
code<
----------------译码为--------------------"
c=2*n-1;
TextFile.txt"
=code.length();
if(HT[c].lchild==0){
HT[c].ch;
if(code[i]=='
)c=HT[c].lchild;
elsec=HT[c].rchild;
-------------------------------------------"
C'
break;
default:
操作码错误,重新输入!
pause"
return0;
五、调试分析
1.测试数据列表:
0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
18664132232103211547571532205763151485180238181161
2.测试数据运行结果
以下是程序运行的界面截图,显示了运行的一些主要过程。
程序运行主界面
Test1:
-----------------------------------------------例6-2数据测试---------------------------------------------
测试数据截图
Test2:
基本功能测试
-----------------------------------------------I.初始化测试----------------------------------------------
27abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
生成树信息反馈截图
hfmTree.txt中信息得到保存
生成的哈夫曼编码截图
初始化测试完毕-
-----------------------------------------E.编码测试-------------------------------------------------------------
读入hfmTree.txt中的信息生成哈夫曼树
生成哈夫曼树的相关信息见I.初始化测试
编译信息成功输出到CodeFile.txt
Codefile.txt
编码测试结束
-----------------------------------------------------D.译码测试-----------------------------------------------
译码测试结束
测试结束
六、课程设计总结及心得体会
不得不说,这个是目前做到的最复杂的一个程序,与停车场相比,它的函数,数据存储结构的定义少了不少,但是其复杂度却比停车场有过之无不及,文件操作比较复杂,为此我查阅了相关资料,做到了基本能够实现文件的读取和写入,程序中依然存在一个问题,那就是它只能读取一段文字,遇到回车会终止读入,这也局限了程序的使用面。
在开发哈夫曼编译器的时候,发现一个整体概念很重要,要很清晰地知道它具体是怎么运作的。
双亲结点,
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- 关 键 词:
- 哈夫曼 编译器