哈夫曼树及其操作-数据结构实验报告(2).doc

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1、..电子科技大学实验报告课程名称：数据结构与算法学生：*浩学号：*************点名序号：***指导教师：钱**实验地点：基础实验大楼实验时间：2015.5.72014-2015-2学期信息与软件工程学院.....实验报告(二)学生：**浩学号：*************指导教师：钱**实验地点：科研教学楼A508实验时间：2015.5.7一、实验室名称：软件实验室二、实验项目名称：数据结构与算法—树三、实验学时：4四、实验原理：霍夫曼编码（HuffmanCoding）是一种编码方式，是一种用于无损数据压缩的熵编码（权编码）算法。1952年，DavidA.Huf

2、fman在麻省理工攻读博士时所发明的。在计算机数据处理中，霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。例如，在英文中，e的出现机率最高，而z的出现概率则最低。当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个比特来表示，而z则可能花去25个比特（不是26）。用普通的表示方法时，每个英文字母均占用一个字节（byte），即8个比特。二者相比，e使用了一般编码

3、的1/8的长度，z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。霍夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数）。树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和，记为WPL=(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln)，N个权值Wi（i=1,2,...n）构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li（i=1,2,...n）。可以证明霍夫曼树的WPL是最小

4、的。.....五、实验目的：本实验通过编程实现赫夫曼编码算法，使学生掌握赫夫曼树的构造方法，理解树这种数据结构的应用价值，并能熟练运用C语言的指针实现构建赫夫曼二叉树，培养理论联系实际和自主学习的能力，加强对数据结构的原理理解，提高编程水平。六、实验容：（1）实现输入的英文字符串输入，并设计算法分别统计不同字符在该字符串中出现的次数，字符要区分大小写；（2）实现赫夫曼树的构建算法；（3）遍历赫夫曼生成每个字符的二进制编码；（4）显示输出每个字母的编码。七、实验器材（设备、元器件）：PC机一台，装有C或C++语言集成开发环境。八、数据结构与程序：/*************

5、*********************************************************程序名称：哈夫曼树的相关操作****程序容：生成哈夫曼树及其编码表、对字符串进行编码等****编写作者：家浩****完成时间：2015.5.15********************************************************************/#include#include#include#defineMAXSIZE10000charfile_address[10

6、0];//全局通用文件地址typedefstructhnode//哈夫曼树的节点结构定义{intweight;intlchild,rchild,parent;}THNode,*TpHTree;typedefstructhuffman_code//哈夫曼编码表的元素结构定义{intweight;//编码对应的权值.....char*pcode;//指向编码字符串的指针}THCode,*TpHcodeTab;//*************************************************************//****声明函数//**********

7、***************************************************TpHcodeTabbuild_codesheet(TpHTreepht,intleaves_num);//根据哈夫曼树得到编码表TpHTreecreate_huffman_tree(intweights[],intn);//构造哈夫曼树voidselect_mintree(TpHTree,int,int*,int*);//从森林中选择权值最小的两棵子树voiddestroy_codesheet(TpHcodeTabcodes