C++实现赫夫曼编码与译码:源码及实验报告

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0 下载量 38 浏览量 更新于2024-10-28 收藏 868KB ZIP 举报
资源摘要信息:"该资源是一份实验报告及源码,涉及了C++编程语言在数据压缩领域的应用,特别是赫夫曼编码(Huffman Coding)算法的实现。赫夫曼编码是一种广泛应用于数据压缩的算法,它通过为文本中每个字符分配一个不等长的位串(即编码),使得整体的平均编码长度最短,从而达到压缩数据的目的。该报告适合不同层次的编程学习者,尤其是那些希望深入理解数据结构、算法和文件操作的初学者和进阶开发者。项目的主要内容包括以下几个方面: 1. 二叉树存储表示及其基本操作实现:二叉树是计算机科学中的一种基础数据结构,它在赫夫曼编码算法中扮演着核心角色。二叉树的每个节点代表一个字符及其对应的频率,其操作包括节点的创建、插入、查找和遍历等。 2. 赫夫曼树的建立:赫夫曼树是根据字符出现频率构建的一种最优二叉树,用于编码过程。它根据贪心算法的原则,频率高的字符离树根近,而频率低的字符离树根远,以确保编码的效率。 3. 赫夫曼编码和译码算法:赫夫曼编码算法涉及到字符编码的生成,即将每个字符转换成一个唯一的二进制串。译码则是编码的逆过程,即将一串二进制数据还原为原始字符序列。这两个过程是数据压缩和解压缩的核心。 4. 系统功能:该系统允许用户从文件或键盘输入文本数据,然后通过算法生成赫夫曼编码,并将编码结果输出至另一文件中。同样,它也可以读取存储的编码文件,进行译码操作,还原原始数据。 5. 密码文件存放:为了将编码后的数据持久化存储,需要将编码结果写入文件,这些文件以特定格式存放,以便于后续的读取和译码操作。 C++语言因其高效的性能和接近硬件的控制能力,在系统软件和底层开发中被广泛应用。通过实现赫夫曼编码和译码,学习者可以深入理解C++语言在文件操作、数据结构和算法方面的应用。此外,该项目不仅仅是一份编程练习,它还能帮助学习者了解计算机科学中数据压缩的重要性,以及算法在解决实际问题中的应用价值。 资源包含了相关的源码文件,这些文件通常会以'Huffman'为前缀命名,以表示它们与赫夫曼编码项目相关。源码文件将包含必要的头文件声明、命名空间定义、类和函数的实现以及必要的错误处理机制,这些都是C++编程中不可或缺的部分。通过分析和运行这些源码,学习者可以获得实际操作C++项目的经验,加深对C++语言特性及编程范式的理解。"

利用Huffman编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。 但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接受端将传来的数据编码进行译码(复原)。 对于有些信道,每端都需要一个完整的编/译码系统。 试为这样的信息收发站编写一个Huffman的编/译码系统。给定一组权值{7,9,5,6,10,1,13,15,4,8},构造一棵赫夫曼树,并计算带权路径长度WPL。 【数据描述】 //- - - - - 赫夫曼树的存储表示 - - - - - typedef struct { unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild; }HTNode; //用顺序存储结构表示赫夫曼树的结点结构定义 //动态分配数组存储Huffman编码表 【算法描述】 1.初始化:从键盘读入n个字符,以及它们的权值,建立Huffman树。 2.编码: 根据建立的Huffman树,求每个字符的Huffman编码。对给定的待编码字符序列进行编码。 3.译码: 利用已经建立好的Huffman树,对上面的编码结果译码。 译码的过程是分解电文中的字符串,从根结点出发,按字符‘0’和‘1’确定找左孩子或右孩子,直至叶结点,便求得该子串相应的字符。具体算法留给读者完成。 4.打印 Huffman 树。 【说明】 1.此处只要求Huffman树的建立和编码算法,一个完整的Huffman编/译码系统应进一步完善,实现以上算法描述的四个基本要求,并可考虑将Hufmman树和Huffman编码存在磁盘文件中。

2023-05-29 上传