哈夫曼树课程设计报告.doc

课程设计 题目： 哈夫曼编码器 院 系： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2014年 1月 2日 课程设计需求分析报告 一、分析问题和确定解决方案 1.分析问题 利用哈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。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,为这样的信息收发站写一个哈夫曼的编/译码系统。 2.确定解决方案 设计建立带权的哈夫曼树，确定哈夫曼树的类与成员函数，以及各函数之间的调用关系，采用动态数组的存储结构存储所需要的数据，通过不同的函数来实现编码，译码以及打印二进制编码、哈夫曼树，把不同的数据存入不同的txt文件中，通过主函数调用来实现功能检测。 3.输入的形式和输入值的范围 手动或者从文本中读入数据的形式初始化哈夫曼树，从键盘中或者文件中读入数据，以字母A-Z代表结点，以自然数代表权值，字符串提示使用者所要执行的操作。 4.输出的形式 在显示器界面上或者以文本的形式来实现程序调试的输出。 5.程序所能达到的功能 (1)初始化。手动输入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件WritehfmTree中,输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于WritehfmCode;从文本中读入字符，建立哈夫曼树存于ReadhfmTree, 输出哈夫曼树及各字符对应的编码存于ReadhfmCode. (2)编码。手动输入一串大写英文字符，该字符存于WriteToBeTron中，对字符进行编码并将它存于WriteCodeFile中；从文件中读取字符编码并存于ReadCodeFile中。 (3)印代码文件。将文件ReadCodeFile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代码码写入文件CodePrint中。 (4)印哈夫曼树。将初始化的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。 各个功能数据输出存储位置（如表1所示） 表1：各个功能数据输出存储位置表 功能 字母 二进制码 初始化 WritehfmTree（手动） WritehfmCode（手动） ReadhfmTree（文本读入） ReadhfmCode（文本读入） hfmTree（默认文本读入） hfmCode（默认文本读入） 编码 WriteToBeTron（手动） WriteCodeFile（手动） ReadCodeFile（文本读入） 印编码代码 CodePrint 印哈夫曼树 TreePrint 6.测试数据 (1)正确的输入：1输入主菜单项中的英文字母I(i),E(e),D(d),P(p),Q(q) 输出结果：进入所选的功能界面 2输入子菜单项中的数字1，2，3，(4) 输出结果：执行所选的功能 (2)含有错误的输入：1输入除了主菜单项中的英文字母I(i),E(e),D(d),P(p),Q(q) 输出结果：您的输入有误，请重新输入： 2输入除了子菜单项中的数字1，2，3，(4) 输出结果：您的输入有误，请重新输入： 7.程序说明 (1)程序中数据类型的定义：用到三组结构体，分别是哈夫曼树的动态数组存储结构*HuffmanTree，哈夫曼编码表的存储结构HuffmanCode，字符结点的动态数组存储结构wElem以及哈夫曼树类定义class Huffman。 (2)主程序的流程图： 用户从主菜单中选择所要进行的操作，如果输入选项错误则提示重新输入选项，否则进入选中的操作项(如图1所示)。 图1：主程序流程图 (3)各程序模块之间的层次(调用)关系： 主函数main（）调用初始化，编码，译码，打印二进制编码，打印哈夫曼树这五个子函数；进入初始化功能后调用手动输入，文本读入，默认文本这三个函数；进入编码功能后调用手动编码，文本读入编码这两个函数；进入译码功能后调用手动译码，文本读入译码这两个函数(如图2所示)。 图2:：各程序模块之间的层次(调用)关系 (4)默认的哈夫曼树： 空格以及字母A—Z频度分别为186，64，13，22，32，103，21，15，47，57，1，5，32，20，5