20212111冯假设航：哈夫曼编码实现的文件压缩实验报告

本资源是一份关于数据结构实验报告，具体涉及的是“文件压缩”这一主题，属于互联网领域的实践性项目。报告隶属于2021级计算机科学与技术专业班级20212111，由学生冯假设航于2003年6月19日下午4:00完成。实验内容主要包括以下几个关键步骤： 1. **问题描述**： - 实验目标：应用哈夫曼编码，这是一种常见的数据压缩技术，通过统计文本文件中字符的词频，以词频为权值建立哈夫曼树，然后对文件进行编码（压缩）和解码（解压缩），以提高文件传输效率。 2. **数据构造设计**： - 赫夫曼树节点数据结构设计：定义了一个名为`HTNODE`的结构体，包含文件头信息（如压缩标志、文件名长度、文件名等）、源文件长度、指向哈夫曼树的指针，以及表示左右子节点的索引。 - 哈夫曼编码数组元素数据结构设计：定义了`HFCODE`结构体，存储字符编码的长度和对应的编码字符串。 3. **算法设计**： - 使用C语言编程，引入了必要的库函数，如stdio.h、string.h和stdlib.h。实验的核心是实现哈夫曼编码的构建和应用，包括词频统计、哈夫曼树生成、字符编码和解码过程。`HTNODE`结构体用于构建和操作哈夫曼树，而`HFCODE`结构体则用于存储字符的编码。 实验的流程大致为： - **统计词频**：分析待压缩文本文件中每个字符的出现频率。 - **创建哈夫曼树**：根据词频构建哈夫曼树，其中权重较小的字符对应较短的编码。 - **编码**：根据哈夫曼树为源文件中的字符生成压缩编码，形成压缩文件。 - **解码**：利用已保存的哈夫曼树对压缩文件进行解码，还原成原始文件。 整个实验强调了数据结构的实际应用，特别是二叉树（哈夫曼树）在文件压缩中的作用，以及如何通过程序设计实现这些算法。这对于理解数据压缩原理、优化存储空间和提升数据传输效率具有重要意义。通过这个项目，学生能够加深对哈夫曼编码、数据结构以及文件操作的理解，同时提升编程实践能力。