哈夫曼編碼實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與總結(jié)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握哈夫曼編碼原理 ;2、熟練掌握哈夫曼樹得生成方法；3 、理解數(shù)據(jù)編碼壓縮與譯碼輸出編碼得實(shí)現(xiàn).二、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)哈夫曼編碼與譯碼得生成算法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先統(tǒng)計(jì)要壓縮編碼得文件中得字符字母出現(xiàn)得次數(shù),按字符字母與空格出現(xiàn)得概率對其進(jìn)行哈夫曼編碼，然后讀入要編碼得文件 , 編碼后存入另一個文件 ; 接著再調(diào)出編碼后得文 件，并對其進(jìn)行譯碼輸出 ,最后存入另一個文件中。五、實(shí)驗(yàn)原理1、哈夫曼樹得定義：假設(shè)有 n 個權(quán)值 ,試構(gòu)造一顆有 n 個葉子節(jié)點(diǎn)得二叉樹 ,每個葉子帶權(quán) 值為 wi, 其中樹帶權(quán)路徑最小得二叉樹成為哈夫曼樹或者最優(yōu)二叉樹；2、哈夫曼樹得構(gòu)造 :w為

2、輸入得頻率數(shù)組，把其中得值賦給依次建立得H Nod 對象中得 dta 屬性,即每一個 HT Node 對應(yīng)一個輸入得頻率。 然后根據(jù) dta 屬性按從小到大順序排 序,每次從 ata 取出兩個最小與此次小得 HT Node, 將她們得 da相加，構(gòu)造出新得 TN e 作為她們得父節(jié)點(diǎn) ,指針 pare t,l f d,r g tchil 賦相應(yīng)值。 在把這個新 得節(jié)點(diǎn)插入最小堆。按此步驟可以構(gòu)造構(gòu)造出一棵哈夫曼樹。通過已經(jīng)構(gòu)造出得哈夫曼樹 ,自底向上 ,由頻率節(jié)點(diǎn)開始向上尋找 p ent, 直到 p en 為樹得頂點(diǎn)為止。這樣 ,根據(jù)每次向上搜索后，原節(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)得左孩子還就是右孩子,來記錄或

3、 0，這樣 ,每個頻率都會有一個編碼與之唯一對應(yīng),并且任何編碼沒有前部分就是同其她完整編碼一樣得。六、實(shí)驗(yàn)流程 初始化，統(tǒng)計(jì)文本文件中各字符得個數(shù)作為權(quán)值 , 生成哈夫曼樹 ; 根據(jù)符號概率得大小按由大到小順序?qū)Ψ栠M(jìn)行排序； 把概率最小得兩個符號組成一個節(jié)點(diǎn) ; 重復(fù)步驟 (2) ( 3 )，直到概率與為； 從根節(jié)點(diǎn)開始到相應(yīng)于每個符號得 “樹葉 ”概,率大得標(biāo) “ 0，”概率小得標(biāo) “ 1;” 從根節(jié)點(diǎn)開始，對符號進(jìn)行編碼 ; 譯碼時(shí)流程逆向進(jìn)行，從文件中讀出哈夫曼樹,并利用哈夫曼樹將編碼序列解碼。七、實(shí)驗(yàn)程序#incl de i stre m# nclude fst eam> in

4、c ude<iomanip > #i lu e < vecto >usin na espace s d;typ e str ct/節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)char d t ;/記錄字符值?long in weigh ;/記錄字符權(quán)重unsi ned in pare t，lchld，rhil;HTNo e,* uf a re;/動態(tài)分配數(shù)組存儲哈夫曼樹typ def har * *Hu fmanCode ； / 動態(tài)分配數(shù)組存儲哈夫曼編碼表void Seet（Huffm nTree &HT,int i,it &s1,i &2） / 在 HT1、 t 中選擇 par

5、ent 不為 0 且權(quán)值最小得兩個結(jié)點(diǎn) ,其序號分別為 1 與 s2? 1=0;s2 ;?int n=30 00,n2=30 00;f（ int k=1 ；k<= ； k +）?if（HT 、 par =0 ）? f（ H k 、 eig <n1）? n2=n1; 1=HT 、 weig t;? 2=s1; s1= ；?el?i（H、wihtn2 ）?n2HT 、 we ght ；? 2k;?oid H fma Codin （Huffm nTree HT,ffmaCode &HC, nt n）/ 將要編碼 得字符串存入空樹中ifstr a fi 1 （ ” zif、u tx

6、t ）； ifstr a fin2（ weig t、txt ”；） if（n ）ret r； int 2* 1；int i ；?H =new Tode +1 ; ch zifu ； n *wei t；zifu= c ar +1; weig t=new i t n+1;?fr（ =1;i =n； i+）/ 將待編碼得字符放在 ifu 數(shù)組中?ha ch;c =fin1 、get （）;?ifui= h；?fo（ i=1;i =n; +）/ 將帶編碼字符對應(yīng)得權(quán)值放在w ight 數(shù)組中? inwi ti; or（ i=1 ； ;i+ ）?HTi 、 dat =zifui;?H 、w igh we

7、ight i;?for （in+1;i<=m ；i+） i、 dt='?fr（ 1；i=m ； +）HT 、p en=Ti、 child=H 、rc i d=0 ；?for （ i=n+1 ；i<=m ；+i ）?it s1,s ;Sele （T,s1,2）；H s1 、pa ent i; T 、paen=i；?Ti、l il s1; HTi 、 r hild=s2;?Ti 、weight= s1 、 weig t+ Ts2 、 e ht;?HC= （ Huffm no ）malloc（n+1） zeo （ char* ）;開辟一個求編碼得工作空間?char *cd;?cd

8、=（ har * ） mall c（ * ze f（c a ）; / 開辟空間存放權(quán)值cd -1=' 0'f r（i=1;i<= ； i+）?int s art= 1;?n c， f;for（ =, f=H i 、 parent;f!= ;c=f ，f=H f 、 p rent） / 從葉子到根逆向 求編碼? if（Tf、lc ld= ）? ? cd start= '；0/'/ 若就是左孩子編為 '0'?el? ?cdsa '1'/ 若就是右孩子編為' 1'?HC = （ ha * ） m ll c（ n-s

9、tart） sze （ har）; / 為第個編碼分 配空間str py（HCi,& art ） ;?deet d； / 釋放工作空間 d prnHff nTree （ uffm ee HT ， nt ） / 顯示有 n個葉子 結(jié)點(diǎn)得哈夫曼樹得編碼表 o stream fout（"h mtree 、 txt ）;/將對應(yīng)字符得得哈弗曼樹存入?cout < "NUM”dta"<"”< ”w i ht"<< ” ” <<"parent ”<” "<lchild&quo

10、t;< <” ”< "rchlid ” ndl; o （int i=； i<= *n 1； +）? fo< T i、 eig t etw（3） < i、paetsew（）<< H 、 c il <<s tw（3） <H i 、 h ld<<endl ；? t i <se （5 ） < T i 、 da a< w （ 3） <HT 、weght< etw（3） <Hi、p nt< <s tw（ ）<<HTi 、lchild se w（3 ）<

11、<HTi 、 child ndl;vod printHuffmanCodi g（ uffm n ree HT,Hu f nCode C,nt n）/輸出字 符得對應(yīng)哈弗曼編碼并存入 code 、xt 文件c t< "Huf man c e is ： ”< endl;?ofstream fout （ ” co e、 tx ”；）fo（in=；i<=n;i +）?c ut< HTi 、 aa<<” -> ;?cout<<（HC ）< endl;?out <（HCi ） <<endl ；?vo co _ H

12、T,Hu fma e HC，it n）/對文件 tbern、txt 進(jìn)行編碼 , 并將編碼存入 codefile 文件中ifs am fin("oran、txt?ofstreafot( ”od”);?ecr cha a；?chrc;?le（ch=fi 、get()！='* ')、 pu hback（c);cout<"待編碼得字符串為:"；?for(int=;<a、sie（）；k+ )? u k?cout endl ；?co t n 編碼結(jié)果： "<< l；?for（in i=0； i、 si e（）;i+）?for

13、（int j 1;j =n； +）?i? （a i =H j、 data）?f < H j;? break;?fi、 clos （） ;?fo t、 coe（） ;void Decodi （Hu ma Tr ,Huffman od C,i ）/打開 code ile 文件并對文件內(nèi)容進(jìn)行譯碼in os m *n1; istream fin （ code” ）;?of t a fout（"text"）;ve t r<c ar> a;?fo（ h ； f n> >c；） a、ps_bac （c）;?int c t=0;fo（ int k=0;k&l

14、t;a 、 ze（） ;+）? o ak ；? co nt+ ；? if（ ont%5 =0 ）? ot< ndl；?int =0;?int p ；/ 用 p 來記住 m 得值o t<enl； out < <”n 譯碼結(jié)果 : ”< endl;while（i a、s e（）?= ;從哈弗曼數(shù)得根開始遍歷? i e（HT 、lild）? if（a = '1'）? HT p、rch ld; ls ? p= Tp 、 lchi ；? i+;? fo HTp 、 ata;? cout HTp 、 at ;o d main（） t n;out”輸入權(quán)值個數(shù)：

15、 ”; /設(shè)置權(quán)值數(shù)值?ci n;? rintf（ n"”）;?Huff Tree T; / 哈夫曼樹 HT?Huffman de HC; / 哈夫曼編碼表 C?Hu anCodin （HT,H ， n）; / 進(jìn)行哈夫曼編碼ri tHu f anCodi g（HT ， ,n）; 顯示編碼得字符 ? rint "）；ode_ ）；/顯示要編碼得字符串 ,并把編碼值顯示出來?eco ing（H ,HC,n）;/譯碼并顯示譯碼后得字符串?p i f（ ” n” ）;?syst m（pau e"）；八、結(jié)果分析哈夫曼編碼就是動態(tài)變長編碼， 臨時(shí)建立概率統(tǒng)計(jì)表與編碼樹。 概率小得碼比較長， 概 率小得碼比較長。概率大得碼短，這樣把一篇文件編碼后，就會壓縮許多。從樹得角度瞧， 哈夫曼編碼方式就是盡量把短碼都利用上。 首先,把一階節(jié)點(diǎn)全都用上 ,如果碼字不夠時(shí) ,然后 , 再從某個節(jié)點(diǎn)伸出若干枝 ,引出二階節(jié)點(diǎn)作為碼字，以此類推，顯然所得碼長最短,再根據(jù)建立得概率統(tǒng)計(jì)表合理分布與放置 , 使其平均碼長最短就可以得到最佳碼。