哈夫曼编码实验报告
15页1、哈夫曼编码实验报告实验一哈夫曼编码一、实验目的1、掌握哈夫曼编码原理;2、熟练掌握哈夫曼树的生成方法;3、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。二、实验要求实现哈夫曼编码和译码的生成算法。三、实验内容先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数,按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码,然后读入要编码的文件,编码后存入另一个文件;接着再调出编码后的文件,并对其进行译码输出,最后存入另一个文件中。五、实验原理1、哈夫曼树的定义:假设有n个权值,试构造一颗有n个叶子节点的二叉树,每个叶子带权值为wi,其中树带权路径最小的二叉树成为哈夫曼树或者最优二叉树;2、哈夫曼树的构造:weight为输入的频率数组,把其中的值赋给依次建立的HTNode对象中的data属性,即每一个HTNode对应一个输入的频率。然后根据data属性按从小到大顺序排序,每次从data取出两个最小和此次小的HTNode,将他们的data相加,构造出新的HTNode作为他们的父节点,指针parent,leftchild,rightchild赋相应值。在把这个新的节点插入最小堆。按此步骤可以构造构造出一棵哈夫曼树o通过已经
2、构造出的哈夫曼树,自底向上,由频率节点开始向上寻找parent,直到parent为树的顶点为止。这样,根据每次向上搜索后,原节点为父节点的左孩子还是右孩子,来记录1或0,这样,每个频率都会有一个01编码与之唯一对应,并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。六、实验流程初始化,统计文本文件中各字符的个数作为权值,生成哈夫曼树;根据符号概率的大小按由大到小顺序对符号进行排序;把概率最小的两个符号组成一个节点; 重复步骤(2)(3),直到概率和为1; 从根节点开始到相应于每个符号的“树叶”,概率大的标“0”,概率小的标“1”; 从根节点开始,对符号进行编码; 译码时流程逆向进行,从文件中读出哈夫曼树,并利用哈夫曼树将编码序列解码。七、实验程序#include#include#include#includeusingnamespacestd;typedef struct节点结构char data;long int weight;/记录字符值/记录字符权重unsignedintparentjchild,rchild;JHTNode/HuffmanTree;动态分配数组存储哈夫曼树typed
3、efchar*HuffmanCode;动态分配数组存储哈夫曼编码表voidSelect(HuffmanTree&HT,intijnt&s1,int&s2)在HT1.t中选择parent不为0且权值最小的两个结点,其序号分别为si和s2s1=0;s2=0;intn1=300005n2=30000;for(intk=1;k=i;k+)if(HTk.parent=O)(if(HTk.weightn1)(n2=n1;n1=HTk.weight;s2=s1;s1=k;)elseif(HTk.weightn2)(n2=HTk.weight;s2=k;)voidHuffmanCoding(HuffmanTree&HT5HuffmanCode&HC,intn)将要编码的字符串存入空树中ifstreamfin1(,fzifu.txtM);ifstreamfin2(Mweight.txtn);if(n=1)return;intm=2*n-1;inti;HT=newHTNodem+1;char*zifu;int*weight;zifu=newcharn+1;weight=newintn+1;for(i=1;
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