当前位置:文档之家› 数据结构实验三哈夫曼树实验报告

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:typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;} HCodeType; /* 编码结构体 */typedef struct{int weight;int parent;int lchild;int rchild;char value;} HNode; /* 结点结构体 */函数:void DEMONHuffmanTree (HNode HuffNode[MAXNODE], int n)作用:构造一个哈夫曼树,并循环构建int main ()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:void DEMONHuffmanTree (HNode HuffNode[MAXNODE], int n){int i = 0, j, m1, m2, x1, x2;char x;/* 初始化存放哈夫曼树数组 HuffNode[] 中的结点 */while (i<n){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<n;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<n-1; 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<n+i; j++){if (HuffNode[j].weight < m1 && HuffNode[j].parent==-1){m2=m1;//m1中是最小x2=x1;m1=HuffNode[j].weight;x1=j;}else if (HuffNode[j].weight < m2 && HuffNode[j].parent==-1){m2=HuffNode[j].weight;x2=j;}} /* end for *//* 设置找到的两个子结点 x1、x2 的父结点信息 */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<n; j++)HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j];HuffCode[i].start = cd.start;主函数展示:int main(){HNode HuffNode[MAXNODE];HCodeType HuffCode[MAXLEAF],cd;int i, j, c, p, n,k=0;char wen[100];char z;scanf ("%d", &n);HuffmanTree (HuffNode, n);for (i=0; i < n; 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;elsecd.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 */} /* end while */for (j=cd.start+1; j<n; j++)HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j];} /* end for */z=getchar();z=getchar();for(;z!='\n';z=getchar()){wen[k++]=z;for(i=0;i<n;i++){if(z==HuffNode[i].value){for (j=HuffCode[i].start+1; j < n; j++)printf ("%d", HuffCode[i].bit[j]);break;}else;}}printf("\n");for(i=0;i<k;i++){printf("%c",wen[i]);}printf("\n");return 0;}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Prt Sc和图片编辑器获得;七、附录:#include <stdio.h>#include<stdlib.h>#define MAXBIT 100#define MAXLEAF 30#define MAXNODE MAXLEAF*2 -1#define MAXQZ 10000 //权值typedef struct{int bit[MAXBIT];int start;} HCodeType; /* 编码结构体 */typedef struct{int weight;int parent;int lchild;int rchild;char value;} HNode; /* 结点结构体 *//* 构造一颗哈夫曼树 */void HuffmanTree (HNode HuffNode[MAXNODE], int n){int i = 0, j, m1, m2, x1, x2;char x;/* 初始化存放哈夫曼树数组 HuffNode[] 中的结点 */while (i<n){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<n){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<n-1; 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<n+i; j++){if (HuffNode[j].weight < m1 && HuffNode[j].parent==-1){m2=m1;//m1中是最小x2=x1;m1=HuffNode[j].weight;x1=j;}else if (HuffNode[j].weight < m2 && HuffNode[j].parent==-1){m2=HuffNode[j].weight;x2=j;}} /* end for *//* 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;}}int main(){HNode HuffNode[MAXNODE]; /* 定义一个结点结构体数组 */HCodeType HuffCode[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 */int i, j, c, p, n,k=0;char wen[100];char z;scanf ("%d", &n);HuffmanTree (HuffNode, n);for (i=0; i < n; 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;elsecd.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 */} /* end while *//* 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<n; j++)HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j];HuffCode[i].start = cd.start;} /* end for */z=getchar();z=getchar();for(;z!='\n';z=getchar()){wen[k++]=z;for(i=0;i<n;i++){if(z==HuffNode[i].value){for (j=HuffCode[i].start+1; j < n; j++)printf ("%d", HuffCode[i].bit[j]);break;}else;}}printf("\n");i = 0;while (i<k){printf("%c",wen[i]);i++;}printf("\n");return 0;}•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。

相关主题