文件压缩与解压实验报告 (2).pdf

【文件压缩与解压实验报告 (2).pdf】是一份关于计算机科学领域的实验报告，主要涉及文本压缩与解压技术，特别是使用哈弗曼编码的实现。哈弗曼编码是一种有效的无损数据压缩方法，它根据字符出现的频率构建最优二叉树，从而创建对应的编码。以下是该实验报告的主要知识点： 1. **哈弗曼编码**：哈弗曼编码是通过构建哈弗曼树来实现的，其中频繁出现的字符分配较短的编码，不常出现的字符分配较长的编码。这样可以使得整体编码长度缩短，从而达到压缩数据的目的。 2. **需求分析**： - 实现大写字母的哈弗曼编码和译码功能。 - 设计图形用户界面，提供友好操作提示，编码和译码结果保存为txt文件。 - 提供程序扩展性，未来可处理小写字母和其他特殊符号。 - 应用场景包括文本加密、解密，以及减小文件大小便于传输。 - 程序执行命令包括初始化、编码、译码、打印编码文件、打印哈弗曼树和退出。 3. **概要设计**： - **哈弗曼结点**：定义了一个抽象数据类型`ADT HaffTree`，包含哈弗曼树节点和哈弗曼编码。 - **模块设计**：包括主程序模块、哈弗曼树单元模块、哈弗曼编码单元模块和用户界面输出模块。主程序模块负责调用其他模块完成相应操作。 4. **详细设计**： - 定义了一些全局变量，如记录字符集大小的`m_gcharnum`，存储字符权值的数组`w`，以及哈弗曼树实例`HF`。 - `HaffNode`结构体包含了节点的权值、双亲、子节点、坐标、深度等信息。 - `HaffCode`结构体用于存储哈弗曼编码及其相关信息。 - **哈弗曼树的实现**：`HaffTree::Haffman`函数用于生成哈弗曼树并为每个节点生成哈弗曼编码。它首先初始化所有节点，然后通过迭代找到最小权值的节点，创建父节点，重复此过程直到构建完整棵树。 5. **程序流程**： - 用户通过图形界面选择操作，如初始化、编码、译码等。 - 初始化操作为字符集中的每个字符分配权值。 - 哈弗曼树单元模块根据权值构建哈弗曼树。 - 哈弗曼编码单元模块根据哈弗曼树生成编码，并对文本进行压缩或解压缩。 - 输出模块将编码和哈弗曼树显示在界面上或保存为文本文件。 6. **测试数据**： - 提供了两个字符串示例，用于测试程序的编码和解码功能。 这份实验报告展示了如何利用哈弗曼编码实现文件的压缩与解压，以及如何设计一个简单的用户界面来实现这一过程。通过理解这些知识点，我们可以了解数据压缩的基本原理和实际应用。