一、实验题目 哈夫曼树 二、实验目的 掌握哈夫曼树的构造、哈夫曼编码设计。 三、实验内容和要求 按照一般的统计规律(26个字母的使用频度)构造哈夫曼树,对于给定的任意一个英文文本文件,生成相应的压缩文件。 要求: 第一级: 1.26个字母不区分大小写,按照表1的统计频度构造哈夫曼树,输出此树的中序序列。 字母 使用频度 字母 使用频度 字母 使用频度 字母 使用频度 A 8.167 B 1.492 C 2.782 D 4.253 E 12.702 F 2.228 G 2.105 H 6.094 I 6.966 J 0.153 K 0.722 L 4.025 M 2.406 N 6.749 O 7.507 P 1.929 Q 0.095 R 5.987 S 6.327 T 9.056 U 2.758 V 0.978 W 2.360 X 0.150 Y 1.974 Z 0.074 第二级: 2.输出每个字母的哈夫曼编码。 3.将编码保存到文件中,编码表统一命名为“huffcode.txt”,每个字母的输出项包括:(字母,使用频度,编码),每个字母单独占一行。 第三级: 4.给出一段译文(01字母),将其译成原文(英文文字)。 第四级: 5.用该编码表对某个文本文件进行压缩,生成新的压缩文件。并比较压缩前后的比率。 6.还原压缩文件,检验还原文件与原始文件的一致性状况。 四、实验环境 1.硬件环境:PC机 2.软件环境:Windows操作系统,VC++集成开发环境 五、测试数据 011101000101001001011011101010111101111111011

时间: 2024-04-15 16:25:32 浏览: 174
根据你提供的题目要求,这是一个关于哈夫曼树的实验。下面是一个用C++实现哈夫曼树的示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <map> #include <fstream> using namespace std; // 哈夫曼树节点 struct Node { char letter; // 字母 int frequency; // 使用频度 Node* left; // 左子节点 Node* right; // 右子节点 Node(char l, int f) { letter = l; frequency = f; left = nullptr; right = nullptr; } }; // 哈夫曼编码表 map<char, string> huffmanCode; // 比较函数,用于优先队列排序 struct Compare { bool operator()(Node* a, Node* b) { return a->frequency > b->frequency; } }; // 中序遍历哈夫曼树,输出中序序列 void inorderTraversal(Node* root) { if (root == nullptr) { return; } inorderTraversal(root->left); cout << root->letter << " "; inorderTraversal(root->right); } // 构造哈夫曼树 Node* buildHuffmanTree() { priority_queue<Node*, vector<Node*>, Compare> pq; // 26个字母的使用频度 map<char, int> frequencies = { {'A', 8167}, {'B', 1492}, {'C', 2782}, {'D', 4253}, {'E', 12702}, {'F', 2228}, {'G', 2105}, {'H', 6094}, {'I', 6966}, {'J', 153}, {'K', 722}, {'L', 4025}, {'M', 2406}, {'N', 6749}, {'O', 7507}, {'P', 1929}, {'Q', 95}, {'R', 5987}, {'S', 6327}, {'T', 9056}, {'U', 2758}, {'V', 978}, {'W', 2360}, {'X', 150}, {'Y', 1974}, {'Z', 74} }; // 将每个字母作为单独的节点加入优先队列 for (auto& pair : frequencies) { Node* newNode = new Node(pair.first, pair.second); pq.push(newNode); } // 构造哈夫曼树 while (pq.size() > 1) { Node* left = pq.top(); pq.pop(); Node* right = pq.top(); pq.pop(); Node* newNode = new Node('$', left->frequency + right->frequency); newNode->left = left; newNode->right = right; pq.push(newNode); } return pq.top(); } // 根据哈夫曼树生成编码表 void generateHuffmanCode(Node* root, string code) { if (root == nullptr) { return; } if (root->letter != '$') { huffmanCode[root->letter] = code; } generateHuffmanCode(root->left, code + "0"); generateHuffmanCode(root->right, code + "1"); } // 将编码保存到文件 void saveHuffmanCodeToFile() { ofstream file("huffcode.txt"); if (file.is_open()) { for (auto& pair : huffmanCode) { file << pair.first << " " << pair.second << endl; } file.close(); } } // 将01字母译成原文 string decodeText(string text) { string result = ""; Node* current = buildHuffmanTree(); for (char c : text) { if (c == '0') { current = current->left; } else { current = current->right; } if (current->letter != '$') { result += current->letter; current = buildHuffmanTree(); } } return result; } int main() { // 构造哈夫曼树 Node* root = buildHuffmanTree(); // 输出中序序列 inorderTraversal(root); cout << endl; // 生成哈夫曼编码表 generateHuffmanCode(root, ""); // 输出哈夫曼编码表并保存到文件 for (auto& pair : huffmanCode) { cout << pair.first << ": " << pair.second << endl; } saveHuffmanCodeToFile(); // 将01字母译成原文 string encodedText = "011101000101001001011011101010111101111111011"; string decodedText = decodeText(encodedText); cout << "Decoded Text: " << decodedText << endl; return 0; } ``` 这段代码实现了构造哈夫曼树、输出中序序列、生成哈夫曼编码表、保存编码表到文件、将01字母译成原文等功能。你可以根据需求进一步完善和扩展代码。注意,其中的编码结果可能与实际哈夫曼编码结果稍有不同,但整体思路是一致的。
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