问题描述:
利用哈夫曼编码进行信息通讯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。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编译码系统。
基本要求:
一个完整的系统应具有以下功能:
(l)I:初始化 (Initialization)。从终端读入字符集大小n,及n个字符和m个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件hfmtree中。
(2)C:编码 (Coding)。利用已建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件hfmtree中读入),对文件tobetrans中的正文进行编码,然后将结果存入文件codefile中。
(3)D:编码 (Decoding)。利用已建好的哈夫曼树将文件codefile中的代码进行译码,结果存入文件textfile中。
(4)P: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codeprint中。
(5)T:印哈夫曼树 (Tree printing)。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式 (树或凹入表形式)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。
实现提示
根据题目要求把程序划成5个模块,设计成菜单方式,每次执行一个模块后返回菜单。
除了初始化(I)过程外,在每次执行时都经过一次读取磁盘文件数据。这是为了如果在程序执行后一直没有进行初始化(I)过程,为了能使后面的操作顺利进行,可以通过读取旧的数据来进行工作。比如:如果程序的工作需要的字符集和权值数据是固定的,只要在安装程序时进行一次初始(I)化操作就可以了。再在次运行程序时,不管进行那项操作都可以把需要的数据读入到内存。
算法分析
本程序主要用到了三个算法。
(1)哈夫曼编码 在初始化(I)的过程中间,要用输入的字符和权值建立哈夫曼树并求得哈夫曼编码。先将输入的字符和权值存放到一个结构体数组中,建立哈夫曼树,将计算所的哈夫曼编码存储到另一个结构体数组中。
(2)串的匹配 在编码(D)的过程中间,要对已经编码过的代码译码,可利用循环,将代码中的与哈夫曼编码的长度相同的串与这个哈夫曼编码比较,如果相等就回显并存入文件。
(3)二叉树的遍历 在印哈夫曼树(T)的中,因为哈夫曼树也是二叉树,所以就要利用二叉树的先序遍历将哈夫曼树输出。
[测试数据]
根据实验要求,在tobetrans.dat中输入"THIS PROGRAM IS MY FAVORITE",字符集和其频度如下:
字符 __ A B C D E F G H I J K L M
频度 186 64 23 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 20 56 19 2 50 51 55 30 10 11 2 21 2
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