数据结构实验三哈夫曼树实验报告

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 (iHuffNode[i].weight = 0;//权值

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HuffNode[i].parent =-1; HuffNode[i].lchild =-1; HuffNode[i].rchild =-1; scanf(\"%c\

scanf(\"%c\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\ for(i=0;iscanf (\"%d\ }

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; im1=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; jif (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; }

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} /* 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;

} }

叶子节点的哈夫曼编码的保存： for (j=cd.start+1; jHuffCode[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\

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; else

cd.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 */

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for (j=cd.start+1; jz=getchar(); z=getchar();

for(;z!='\\n';z=getchar()) { wen[k++]=z; for(i=0;i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。

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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；

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七、附录：

#include #include

#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 */

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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 (iHuffNode[i].weight = 0;//权值 HuffNode[i].parent =-1; HuffNode[i].lchild =-1; HuffNode[i].rchild =-1; scanf(\"%c\

scanf(\"%c\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\ i = 0;

while (iscanf (\"%d\ 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; }

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/* 循环构造 Huffman 树 */ for (i=0; im1=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; jif (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\

HuffmanTree (HuffNode, n);

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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; else

cd.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; jz=getchar(); z=getchar();

for(;z!='\\n';z=getchar()) { wen[k++]=z; for(i=0;iprintf(\"\\n\"); i = 0;

while (i欢迎下载

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i++;

}

printf(\"\\n\"); return 0; }

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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、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。

5、实验报告不用写出算法，只要写出对课程设计的见解，如对某一算法的改进思想，算法设

计思想，调试算法过程中出现的问题及改进方法，调试程序的体会等。只要是自己编程和调试就会写出相应的报告。

考核标准

1、机试程序和结果、设计报告缺一不可，机试程序和结果压缩打包后上交给辅导老师，设计

报告主要是自己的设计过程和调试心得，报告中不必附带全部的源程序）。机试成绩占总成绩60%，设计报告占40%。

2、上机程序和设计报告必须完成，严禁抄袭，若发现雷同，原创者视上机结果最多60

分，抄袭者按0分计，若找不到原创，都按0分计。

所以原创同学注意，我们的检查专门针对抄袭情况，一旦发现将严肃处理！！！

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