数据结构课程设计-赫夫曼编码

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1、 1 数据结构与算法数据结构与算法 课程设计课程设计 （2012/2013 学年第一学期学年第一学期 19 周）周） 班级：计算机科学与技术班级：计算机科学与技术 1 班班 学号：学号：* 姓名：姓名： 2 一、题目 数据结构与算法课程设计任务书数据结构与算法课程设计任务书 数据结构与算法 是计算机专业重要的核心课程之一， 在计算机专业的学习过程中占 有非常重要的地位。 数据结构与算法课程设计就是要运用本课程以及到目前为止的有关 课程中的知识和技术来解决实际问题。 特别是面临非数值计算类型的应用问题时， 需要选择 适当的数据结构，设计出满足一定时间和空间限制的有效算法。 本课程设计要求同学独立

2、完成一个较为完整的应用需求分析。 并在设计和编写具有一定 规模程序的过程中，深化对数据结构与算法课程中基本概念、理论和方法的理解；训练 综合运用所学知识处理实际问题的能力， 强化面向对象的程序设计理念； 使自己的程序设计 与调试水平有一个明显的提高。 赫夫曼编码赫夫曼编码/译码器译码器 1. 问题描述问题描述 利用赫夫曼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。 这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码， 在接收端将传来的数据进行译码 （复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），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赫夫

3、曼码的编/译码系统。 2. 基本要求基本要求 一个完整的系统应具有以下功能： (1) I：初始化（Initialization） 。从终端读入字符集大小 n，以及 n 个字符和 n 个权值，建立 赫夫曼树，并将它存于文件 hfmTree 中。 (2) E：编码（Encoding） 。利用已建好的赫夫曼树（如不在内存，则从文件 hfmTree 中读入） ， 对文件 ToBeTran 中的正文进行编码，然后将结果存入文件 CodeFile 中。 (3) D：译码（Decoding） 。利用已建好的赫夫曼树将文件 CodeFile 中的代码进行译码，结果 存入文件 Textfile 中。 以下为选做

4、：以下为选做： (4) P：印代码文件（Print） 。将文件 CodeFile 以紧凑格式显示在终端上，每行 50 个代码。 同时将此字符形式的编码文件写入文件 CodePrin 中。 (5) T：印赫夫曼树（Tree printing） 。将已在内存中的赫夫曼树以直观的方式（比如树）显 示在终端上，同时将此字符形式的赫夫曼树写入文件 TreePrint 中。 3. 测测试要求试要求 (1) 已知某系统在通信联络中只可能出现八种字符，其频率分别为 0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11，试设计赫夫曼编码。 (2) 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据

5、建立赫夫曼树，并实现以下报文的编码和译 码： “THIS PROGRAME IS MY FA VORITE” 。 3 字符 A B C D E F G H I J K L M 频度 186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20 字符 N O P Q R S T U V W X Y Z 频度 57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1 4. 实现提示实现提示 (1) 编码结果以文本方式存储在文件 Codefile 中。 (2) 用户界面可以设计为“菜单”方式：显示上述功能符号，再加上“Q” ，表示退出运行 Quit。请用户键入一个选

6、择功能符。此功能执行完毕后再显示此菜单，直至某次用户选择了 “Q”为止。 (3) 在程序的一次执行过程中，第一次执行 I，D 或 C 命令之后，赫夫曼树已经在内存了， 不必再读入。每次执行中不一定执行 I 命令，因为文件 hfmTree 可能早已建好。 4 二、需求分析 (1) I：初始化（Initialization） 。根据给出的信息，构造一颗哈夫曼树，并得 到每个字符对应的哈夫曼码，同时存入文件 hfmTree 中。 (2) E：编码（Encoding） 。利用已建好的赫夫曼树（如不在内存，则从文件 hfmTree 中读入） ，对文件 ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件 CodeFile 中。 (3) D：译码（Decoding） 。利用已建好的赫夫曼树将文件 CodeFile 中的代码 进行译码，结果存入文件 Textfile 中。 (4) P：打印代码文件（Print） 。将文件 CodeFile 以紧凑格式显示在终端上， 每行 50 个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件 CodePrin中