数据结构课程设计_赫夫曼编译码器

数据结构课程设计_赫夫曼编译码器。利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。 数据结构课程设计中，赫夫曼编译码器是一个重要的实践项目，主要目的是利用赫夫曼编码技术提高通信效率。赫夫曼编码是一种基于频率的变长编码方法，它可以为出现频率较高的字符分配较短的编码，从而在传输相同数量的信息时减少总的位数，节省时间和资源。 我们要理解赫夫曼编码的基本原理。它涉及到以下几个关键步骤： 1. **构造赫夫曼树**：根据字符的出现频率，构建一棵特殊的二叉树——赫夫曼树。在这个树中，频率较低的字符位于较深的层级，而频率较高的字符位于较浅的层级。通常，我们通过一系列合并最小权重节点的操作来构建这棵树。 2. **生成赫夫曼编码**：从赫夫曼树的根节点到每个叶子节点的路径形成了该叶子节点的编码。如果路径向右走，我们在编码中添加一个0；如果路径向左走，添加一个1。因此，频率高的字符具有较短的编码，频率低的字符具有较长的编码。 在课程设计中，你需要实现以下功能： - **初始化（I）**：从用户输入读取字符集大小 n 和 n 个字符及其对应的权值（频率），然后构建赫夫曼树并将其保存在文件 `hfmTree` 中。 - **编码（E）**：利用已经构建的赫夫曼树，对文件 `ToBeTran` 中的文本进行编码，并将结果写入文件 `CodeFile`。 - **译码（D）**：根据 `hfmTree` 文件中的赫夫曼树，将 `CodeFile` 中的编码解码，结果存入文件 `TextFile`。 - **打印代码文件（P）**：在终端上以紧凑格式显示 `CodeFile`，每行显示50个代码，并将字符形式的编码文件写入 `CodePrin`。 - **打印哈夫曼树（T）**：在终端上直观地显示哈夫曼树（如树状或凹入表形式），并将字符形式的哈夫曼树写入 `TreePrint`。 测试数据包括： - 给定八种字符及其概率，用于构建赫夫曼编码。 - 实际统计的字符集和频率，用于创建赫夫曼树并进行“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”报文的编码和解码。 在程序实现中，可以采用菜单驱动的用户界面，让用户选择执行哪个操作。在程序运行期间，一旦执行了初始化、编码或解码命令，哈夫曼树就会被加载到内存中，后续操作无需再次读取文件。 提供的代码示例中，`main()` 函数是程序的入口点，它调用了不同的函数来完成上述任务。`settree()` 用于构建赫夫曼树，`code()` 进行编码，`decode()` 负责解码，`disp()` 用于显示编码表。`num[]` 和 `root` 是用来存储赫夫曼树的结构体数组和指针，`tmpcode[]` 用于临时存储编码，`t` 记录编码长度。然而，这个示例代码可能并不完整，需要进一步完善和优化。 赫夫曼编译码器的设计和实现涉及到数据结构、算法和文件操作等多个方面的知识，是提升编程能力和理解数据压缩原理的良好实践。在实际编写代码时，需要确保程序的正确性和效率，同时提供友好的用户交互界面。