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  • 数据结构课程 实验报告 实验名称 哈弗曼编码和译码 专业班级 电子信息科学与技术0904 姓 名 秦杰 学 号 1404090506 指导教师 胡志坤 2011年 11月 实验四哈夫曼编码和译码 实验目的和要求 掌握哈夫曼树的基本概念及其...
  • . 教育资料 软件学院设计性实验报告 专业...理解哈夫曼树的特征及其应用在对哈夫曼树进行理解的基础上构造哈夫曼树并用构造的哈夫曼树进行编码和译码通过该实验使学生对数据结构的应用有更深层次的理解 实验仪器或设备
  • 20172301 哈夫曼树实验报告

    千次阅读 2018-12-12 23:42:00
    20172301 哈夫曼树实验报告 课程:《Java软件结构与数据结构》 班级: 1723 姓名: 郭恺 学号:20172301 实验教师:王志强老师 实验日期:2018年12月9日 必修/选修: 必修 一.实验内容 二.实验过程 哈夫曼树 ...

    20172301 哈夫曼树实验报告

    课程:《Java软件结构与数据结构》
    班级: 1723
    姓名: 郭恺
    学号:20172301
    实验教师:王志强老师
    实验日期:2018年12月9日
    必修/选修: 必修

    一.实验内容

    • 1333022-20181212231839931-239557535.png

    二.实验过程

    • 哈夫曼树
      哈夫曼(Haffman)树,也称最优二叉树,是指对于一组带有确定权值的叶结点、构造的具有最小带权路径长度的二叉树。
      二叉树的路径长度是指由根结点到所有的叶结点的路径长度之和。
      一棵二叉树要想它的带权路径长度最小,必须使权值越大的叶结点越靠近根结点,而权值越小的叶结点越远离根结点。

    三.实验结果

    1333022-20181212233840950-177564361.png

    四. 实验过程中遇到的问题和解决过程

    • 问题1:1333022-20181212234001725-1218362561.png
      不能转换错误。

    • 问题1解决方案:应该是存放node,却存放了node.element。所以不能从String转到HuffmanTreeNode类型。

    其他(感悟、思考等)

    • 由于临近期末,事情比较多,实验的时间并没有合理安排,学习哈夫曼树并不是十分的充分。以后应该合理规划时间和学习进度。

    参考资料

    转载于:https://www.cnblogs.com/gk0625/p/10111723.html

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  • 实验报告 3哈夫曼编 / 译码器 题目哈夫曼编 /译码器 一题目要求 写一个哈夫曼码编 /译码系统 要求能对要传输报文进行编码和解码 构造哈夫曼树时 权值小放左 子树权值大放右子树编码时右子树编码为 1左子树...
  • 实验报告 3哈夫曼编 / 译码器 题目哈夫曼编 /译码器 一题目要求 写一个哈夫曼码编 /译码系统 要求能对要传输报文进行编码和解码 构造哈夫曼树时 权值小放左 子树权值大放右子树编码时右子树编码为 1左子树...
  • 二、实验内容 1.根据给出的字符以及这些字符的使用频率构建哈夫曼树。 2.根据哈夫曼树对字符进行哈夫曼编码,并保存这些编码。 三、实验原理、方法和手段 ... 试构造出问题模型,并编程实现...2. 建立哈夫曼树的...

     

    二、实验内容

    1.根据给出的字符以及这些字符的使用频率构建哈夫曼树。

    2.根据哈夫曼树对字符进行哈夫曼编码,并保存这些编码。

    三、实验原理、方法和手段

        试构造出问题模型,并编程实现这一问题的求解。根据实验内容编程,上机调试、得出正确的运行程序;编译运行程序,观察运行情况和输出结果。

    六、实验步骤

    1. 建立哈夫曼树的存储结构和哈夫曼编码的存储结构。

    2. 建立哈夫曼树的函数;

    3. 哈夫曼编码的函数;

    4.哈夫曼编码的解码函数

    5. 设计测试用例进行测试。

    七、实验报告

    记录数据结构与算法设计的过程及实验步骤、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等。格式见实验报告模板。测试数据及测试结果请在上交的资料中写明。

    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #define N 50
    #define M 2*N-1	
    const int INF=1e9+7;
    typedef struct//哈夫曼树的存储结构 
    {
    	char data[6];
    	double weight;	
    	int parent;	
    	int lchild;		
    	int rchild;		
    } HTNode;
    typedef struct//存放哈夫曼码存储结构 
    {
    	char cd[N];		
    	int start;
    } HCode;
    void CreateHT(HTNode ht[],int n0)	//建立哈夫曼树的函数 
    {	
    	int i,k,lnode,rnode;
    	double min1,min2;
    	for (i=0;i<2*n0-1;i++)		
    		ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;
    	for (i=n0;i<=2*n0-2;i++)		
    	{	
    		min1=min2=INF;//min1存最小的权值,min2存次小权值		
    		lnode=rnode=-1;
    		for (k=0;k<i;k++)//寻找ht里面未使用的最小的两个数 
    			if (ht[k].parent==-1) 
    			{	
    				if(ht[k].weight<min1)
    				{	
    					min2=min1;//保证min1<=min2 
    					rnode=lnode;
    					min1=ht[k].weight;
    					lnode=k;
    				}
    				else if(ht[k].weight<min2)
    				{	
    					min2=ht[k].weight;
    					rnode=k; 
    				}
    			}
    		ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;
    		ht[i].lchild=lnode;
    		ht[i].rchild=rnode;
    		ht[lnode].parent=i;
    		ht[rnode].parent=i;
    	}
    }
    
    void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n0)	//构造哈夫曼树编码
    {	
    	int i,f,c;
    	HCode hc;
    	for (i=0;i<n0;i++)			
    	{	
    		hc.start=n0;c=i;
    		f=ht[i].parent;
    		while (f!=-1)				
    		{	
    			if (ht[f].lchild==c)
    				hc.cd[hc.start--]='0';
    			else				
    				hc.cd[hc.start--]='1';
    			c=f;
    			f=ht[f].parent;	
    		}
    		hc.start++;			
    		hcd[i]=hc;
    	}
    }
    
    void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n0) 
    {
    	int i,k,temp=0;
    	double sum=0;
    	int j;
    	printf("  输出");
    	for(i=0;i<8;i++)
    		printf("%s",ht[i].data);
    	printf("的哈夫曼编码:\n");
    	for (i=0;i<n0;i++)
    	{
    		printf("    %s:\t\t",ht[i].data);
    		for (k=hcd[i].start;k<=n0;k++)
    			printf("%c",hcd[i].cd[k]);
    		printf("\n"); 
    	}	
    }
    
    void Decode(HTNode ht[],char code[]) //解码 
    {
    	printf("\n\n  对“%s”解码:\n",code);
    	int p=ht[0].parent;
    	int m;//根 
    	while(p!=-1)//找到根 
    	{
    		m=p;
    		p=ht[m].parent;	
    	}
    	int t;
    	int a1=0,a2=0;
    	for(int i=0;i<strlen(code);)
    	{
    		a1=a2;
    		t=m;
    		while(ht[t].lchild!=-1&&ht[t].rchild!=-1&&i<strlen(code)) 
    		{
    			if(code[i]== '0')                
    				t=ht[t].lchild;           
    			else  if(code[i]== '1')             
    				t=ht[t].rchild;
    			i++;			    
    		}
    		a2=i;
    		if(t==-1||ht[t].lchild!=-1&&ht[t].rchild!=-1)
    		{
    			int j=i-1;
    			printf("   ");
    			for(int j=a1;j<a2;j++)
    				printf("%c",code[j]);
    			printf(":\t错误\n");
    		} 	
    		else
    		{
    			printf("   ");
    			for(int j=a1;j<a2;j++)
    				printf("%c",code[j]);
    			printf(":%6s\n",ht[t].data);
    		}			
    	} 
    	printf("\n");
    }
    int main()
    {
    	int n=8,i;		//n表示初始字符串的个数
    	char str[][2]={"a","b","c","d","e","f","g","h"};
    	double fnum[]={0.07,0.19,0.02,0.06,0.32,0.03,0.21,0.1};
    	char code[40];
    	HTNode ht[M];//存哈夫曼树 
    	HCode hcd[N];//存哈夫曼编码 
    	for (i=0;i<n;i++) 
    	{
    		strcpy(ht[i].data,str[i]);
    		ht[i].weight=fnum[i];
    	}
    	CreateHT(ht,n);
    	CreateHCode(ht,hcd,n);
    	DispHCode(ht,hcd,n);
    	printf("\n");
    	printf("  请输入编码:"); 
    	scanf("%s",code);
    	Decode(ht,code);
    	return 1;
    }
     
    

     

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  • 哈夫曼编码的实验报告

    千次阅读 2020-11-28 19:49:24
    哈夫曼编码实验报告 一、实验目的 ...已知每一个字符出现频率,构造哈夫曼树,并设计哈夫曼编码。 基本要求: (1)从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树; (2)打印每一个

    哈夫曼编码实验报告

    一、实验目的

            通过哈夫曼编、译码算法的实现,巩固二叉树及哈夫曼树相关知识的理解掌握,训练学生运用所学知识,解决实际问题的能力。

    二.实验内容

            已知每一个字符出现的频率,构造哈夫曼树,并设计哈夫曼编码。
    基本要求:
    (1)从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树;
    (2)打印每一个字符对应的哈夫曼编码。
    (3)对从终端读入的字符串进行编码,并显示编码结果。
    (4)对从终端读入的编码串进行译码,并显示译码结果。

    三、实验方案设计

    (对基本数据类型定义要有注释说明,解决问题的算法思想描述要完整,算法结构和程序功能模块之间的逻辑调用关系要清晰,关键算法要有相应的流程图,对算法的时间复杂度要进行分析)

    1.算法思想:
    (1)构造两个结构体分别存储结点的字符及权值、哈夫曼编码值:

    typedef struct
    {
     char ch;
     float weight;
     int lchild,rchild,parent;
    }hufmtree;  // 存储结点的字符及权值
    typedef struct
    {
     char bits[n];   //位串
     int start;      //编码在位串中的起始位置
     char ch;        //字符
    }codetype;  //存储哈夫曼编码值2)读取前n个结点的字符及权值,建立哈夫曼树:
    void huffman(hufmtree tree[])//建立哈夫曼树
    {
     int i,j,p1,p2;//p1,p2分别记住每次合并时权值最小和次小的两个根结点的下标
     float small1,small2,f;
     char c;
     for(i=0;i<m;i++)    //初始化
     {
      tree[i].parent=0;
      tree[i].lchild=-1;
      tree[i].rchild=-1;
      tree[i].weight=0.0;
     }
     printf("【依次读入前%d个结点的字符及权值(中间用空格隔开)】\n",n);
     for(i=0;i<n;i++)  //读入前n个结点的字符及权值
     {
      printf("输入第%d个字符和权值:",i+1);
      scanf("%c %f",&c,&f);
      getchar();
      tree[i].ch=c;
      tree[i].weight=f;
     }
     for(i=n;i<m;i++)      //进行n-1次合并,产生n-1个新结点
     {
      p1=0;p2=0;
      small1=maxval;small2=maxval;   //maxval是float类型的最大值
      for(j=0;j<i;j++)    //选出两个权值最小的根结点
       if(tree[j].parent==0)
        if(tree[j].weight<small1)
        {
         small2=small1;  //改变最小权、次小权及对应的位置
         small1=tree[j].weight;
         p2=p1;
         p1=j;
        }
        else
         if(tree[j].weight<small2)
         {
          small2=tree[j].weight;  //改变次小权及位置
          p2=j;
         }
      tree[p1].parent=i;
      tree[p2].parent=i;
      tree[i].lchild=p1;  //最小权根结点是新结点的左孩子
      tree[i].rchild=p2;  //次小权根结点是新结点的右孩子
      tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;
     }
    }//哈夫曼树的建立
    

    (2)读取前n个结点的字符及权值,建立哈夫曼树:

    void huffman(hufmtree tree[])//建立哈夫曼树
    {
     int i,j,p1,p2;//p1,p2分别记住每次合并时权值最小和次小的两个根结点的下标
     float small1,small2,f;
     char c;
     for(i=0;i<m;i++)    //初始化
     {
      tree[i].parent=0;
      tree[i].lchild=-1;
      tree[i].rchild=-1;
      tree[i].weight=0.0;
     }
     printf("【依次读入前%d个结点的字符及权值(中间用空格隔开)】\n",n);
     for(i=0;i<n;i++)  //读入前n个结点的字符及权值
     {
      printf("输入第%d个字符和权值:",i+1);
      scanf("%c %f",&c,&f);
      getchar();
      tree[i].ch=c;
      tree[i].weight=f;
     }
     for(i=n;i<m;i++)      //进行n-1次合并,产生n-1个新结点
     {
      p1=0;p2=0;
      small1=maxval;small2=maxval;   //maxval是float类型的最大值
      for(j=0;j<i;j++)    //选出两个权值最小的根结点
       if(tree[j].parent==0)
        if(tree[j].weight<small1)
        {
         small2=small1;  //改变最小权、次小权及对应的位置
         small1=tree[j].weight;
         p2=p1;
         p1=j;
        }
        else
         if(tree[j].weight<small2)
         {
          small2=tree[j].weight;  //改变次小权及位置
          p2=j;
         }
      tree[p1].parent=i;
      tree[p2].parent=i;
      tree[i].lchild=p1;  //最小权根结点是新结点的左孩子
      tree[i].rchild=p2;  //次小权根结点是新结点的右孩子
      tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;
     }
    }//哈夫曼树的建立
    

    (3)根据哈夫曼树求出哈夫曼编码:

    void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[])//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
    //codetype code[]为求出的哈夫曼编码
    //hufmtree tree[]为已知的哈夫曼树
    {
     int i,c,p;
     codetype cd;   //缓冲变量
     for(i=0;i<n;i++)
     {
      cd.start=n;
      cd.ch=tree[i].ch;
      c=i;       //从叶结点出发向上回溯
      p=tree[i].parent;   //tree[p]是tree[i]的双亲
      while(p!=0)
      {
       cd.start--;
       if(tree[p].lchild==c)
        cd.bits[cd.start]='0';   //tree[i]是左子树,生成代码'0'
       else
        cd.bits[cd.start]='1';   //tree[i]是右子树,生成代码'1'
       c=p;
       p=tree[p].parent;
      }
      code[i]=cd;    //第i+1个字符的编码存入code[i]
     }
    }//求哈夫曼编码
    

    (4)读入电文,根据哈夫曼树译码:

    void decode(hufmtree tree[])//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
    {
     int i,j=0;
     char b[maxsize];
     char endflag='2';    //电文结束标志取2
     i=m-1;             //从根结点开始往下搜索
     printf("输入发送的编码(以'2'为结束标志):");
     gets(b);
     printf("译码后的字符为");
     while(b[j]!='2')
     {
      if(b[j]=='0')
       i=tree[i].lchild;   //走向左孩子
      else
       i=tree[i].rchild;   //走向右孩子
      if(tree[i].lchild==-1)     //tree[i]是叶结点
      {
       printf("%c",tree[i].ch);
       i=m-1;      //回到根结点
      }
      j++;
     }
     printf("\n");
     if(tree[i].lchild!=-1&&b[j]!='2')   //电文读完,但尚未到叶子结点
      printf("\nERROR\n");  //输入电文有错
    }//译码
    

    2.算法流程图:
    (1)哈夫曼树译码流程图:
    在这里插入图片描述

    (2)总流程图:
    在这里插入图片描述

    3.算法时间复杂度:
    (1)建立哈夫曼树时进行n-1次合并,产生n-1个新结点,并选出两个权值最小的根结点: O(n²);
    (2)根据哈夫曼树求出哈夫曼编码: O(n²);
    (3)读入电文,根据哈夫曼树译码: O(n).

    四、该程序的功能和运行结果
    (至少有三种不同的测试数据和相应的运行结果,充分体现该程序的鲁棒性)
    1.输入字符A,B,C,D,E,F及其相应权值16、12、9、30、6、3:

    在这里插入图片描述

    2.输入字符F,E,N,G,H,U,I及其相应权值30、12、23、22、12、7、9:
    在这里插入图片描述

    3.输入字符A,B,C,D,E,F,G,H,I,G及其相应权值19、23、25、18、12、67、23、9、32、33:

    在这里插入图片描述
    完整代码:

    #include<stdio.h>
    #define n 5  //叶子数目
    #define m (2*n-1)    //结点总数
    #define maxval 10000.0
    #define maxsize 100   //哈夫曼编码的最大位数
    typedef struct
    {
     char ch;
     float weight;
     int lchild,rchild,parent;
    }hufmtree;
    typedef struct
    {
     char bits[n];   //位串
     int start;      //编码在位串中的起始位置
     char ch;        //字符
    }codetype;
     
    void huffman(hufmtree tree[]);//建立哈夫曼树
    void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[]);//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
    void decode(hufmtree tree[]);//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
     
    void main()
    {
     printf("                            ——哈夫曼编码——\n");
     printf("总共有%d个字符\n",n);
     hufmtree tree[m];
     codetype code[n];
     int i,j;//循环变量
     huffman(tree);//建立哈夫曼树
     huffmancode(code,tree);//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
     printf("【输出每个字符的哈夫曼编码】\n");
     for(i=0;i<n;i++)
     {
      printf("%c: ",code[i].ch);
      for(j=code[i].start;j<n;j++)
       printf("%c ",code[i].bits[j]);
      printf("\n");
     }
     printf("【读入电文,并进行译码】\n");
     decode(tree);//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
    }
     
    void huffman(hufmtree tree[])//建立哈夫曼树
    {
     int i,j,p1,p2;//p1,p2分别记住每次合并时权值最小和次小的两个根结点的下标
     float small1,small2,f;
     char c;
     for(i=0;i<m;i++)    //初始化
     {
      tree[i].parent=0;
      tree[i].lchild=-1;
      tree[i].rchild=-1;
      tree[i].weight=0.0;
     }
     printf("【依次读入前%d个结点的字符及权值(中间用空格隔开)】\n",n);
     for(i=0;i<n;i++)  //读入前n个结点的字符及权值
     {
      printf("输入第%d个字符为和权值",i+1);
      scanf("%c %f",&c,&f);
      getchar();
      tree[i].ch=c;
      tree[i].weight=f;
     }
     for(i=n;i<m;i++)      //进行n-1次合并,产生n-1个新结点
     {
      p1=0;p2=0;
      small1=maxval;small2=maxval;   //maxval是float类型的最大值
      for(j=0;j<i;j++)    //选出两个权值最小的根结点
       if(tree[j].parent==0)
        if(tree[j].weight<small1)
        {
         small2=small1;  //改变最小权、次小权及对应的位置
         small1=tree[j].weight;
         p2=p1;
         p1=j;
        }
        else
         if(tree[j].weight<small2)
         {
          small2=tree[j].weight;  //改变次小权及位置
          p2=j;
         }
      tree[p1].parent=i;
      tree[p2].parent=i;
      tree[i].lchild=p1;  //最小权根结点是新结点的左孩子
      tree[i].rchild=p2;  //次小权根结点是新结点的右孩子
      tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;
     }
    }//huffman
     
    void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[])//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
    //codetype code[]为求出的哈夫曼编码
    //hufmtree tree[]为已知的哈夫曼树
    {
     int i,c,p;
     codetype cd;   //缓冲变量
     for(i=0;i<n;i++)
     {
      cd.start=n;
      cd.ch=tree[i].ch;
      c=i;       //从叶结点出发向上回溯
      p=tree[i].parent;   //tree[p]是tree[i]的双亲
      while(p!=0)
      {
       cd.start--;
       if(tree[p].lchild==c)
        cd.bits[cd.start]='0';   //tree[i]是左子树,生成代码'0'
       else
        cd.bits[cd.start]='1';   //tree[i]是右子树,生成代码'1'
       c=p;
       p=tree[p].parent;
      }
      code[i]=cd;    //第i+1个字符的编码存入code[i]
     }
    }//huffmancode
     
    void decode(hufmtree tree[])//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
    {
     int i,j=0;
     char b[maxsize];
     char endflag='2';    //电文结束标志取2
     i=m-1;             //从根结点开始往下搜索
     printf("输入发送的编码(以'2'为结束标志):");
     gets(b);
     printf("译码后的字符为");
     while(b[j]!='2')
     {
      if(b[j]=='0')
       i=tree[i].lchild;   //走向左孩子
      else
       i=tree[i].rchild;   //走向右孩子
      if(tree[i].lchild==-1)     //tree[i]是叶结点
      {
       printf("%c",tree[i].ch);
       i=m-1;      //回到根结点
      }
      j++;
     }
     printf("\n");
     if(tree[i].lchild!=-1&&b[j]!='2')   //电文读完,但尚未到叶子结点
      printf("\nERROR\n");  //输入电文有错
    }//decode
    
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    实验题目

    树和二叉树

    小组合作

    姓名

    班级

    一、实验目的

    (1)

    掌握树的相关概念

    ,

    包括树、结点的度、树的度、分支结点、叶子结点、

    儿子结点、双亲结点、树的深度、森林等定义。

    (2)

    掌握二叉树的概念

    ,

    包括二叉树、满二叉树和完全二叉树的定义。

    (3)

    掌握哈夫曼树的定义、哈夫曼树的构造过程和哈夫曼编码产生方法。

    二.实验环境

    装有

    Visual C++6.0

    的计算机一台。

    三、实验内容与步骤

    1

    、二叉树遍历递归算法:

    假设二叉树采用二叉链存储结构存储,是设计一个算法,输出一棵给定二

    叉树的所有叶子节结点。

    #include "stdafx.h"

    #include "exam7-8.cpp"

    int main(int argc, char* argv[])

    {

    BTNode *b;

    CreateBTNode(b,"A(B(D(,G)),C(E,F))");

    printf("b:");DispBTNode(b);printf("\n");

    printf("

    从左到右输出所有叶子结点

    :");DispLeaf(b);printf("\n");

    printf("

    从右到左输出所有叶子结点

    :");DispLeaf1(b);printf("\n");

    return 0;

    }

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哈夫曼树的构造实验报告