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。通过已经构造出的哈夫曼树，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①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；②根据符号概率的大小按由大到小顺序对符号进行排序；③把概率最小的两个符号组成一个节点；④重复步骤（2）（3），直到概率和为1；⑤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”；⑥从根节点开始，对符号进行编码；⑦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;typedefstruct//节点结构{chardata;//记录字符值longintweight;//记录字符权重unsignedintparent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree;//动态分配数组存储哈夫曼树1typedefchar**HuffmanCode;//动态分配数组存储哈夫曼编码表voidSelect(HuffmanTree&HT,inti,int&s1,int&s2)//在HT[1...t]中选择parent不为0且权值最小的两个结点，其序号分别为s1和s2{s1=0;s2=0;intn1=30000,n2=30000;for(intk=1;k<=i;k++){if(HT[k].parent==0){if(HT[k].weight>weight[i];}for(i=1;i<=n;i++){HT[i].data=zifu[i];HT[i].weight=weight[i];}for(i=n+1;i<=m;i++){HT[i].data='@';}for(i=1;i<=m;i++){HT[i].parent=HT[i].lchild=HT[i].rchild=0;}for(i=n+1;i<=m;++i){ints1,s2;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=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));开辟一个求编码的工作空间char*cd;cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));//开辟空间存放权值cd[n-1]='\0';for(i=1;i<=n;i++){intstart=n-1;intc,f;for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)//从叶子到根逆向求编码{if(HT[f].lchild==c)cd[--start]='0';//若是左孩子编为'0'elsecd[--start]='1';//若是右孩子编为'1'}HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));//为第i个编码分配空间strcpy(HC[i],&cd[start]);}delete[]cd;//释放工作空间3}voidprintHuffmanTree(HuffmanTreeHT,intn)...
