简介:本项目旨在开发一个能够实现数据压缩和解压功能的哈夫曼编码与解码程序。通过构建最优前缀树,有效提高信息传输效率,适用于多种文本文件处理场景。
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、缩短信息传输时间并降低传输成本。然而,这要求在发送端使用一个编码系统对要传送的数据预先编码;接收端则需要将接收到的数据解码(复原)。对于双工信道 (即能够双向传输信息的通道),每端都需要完整的编/译码系统。为此类通信站设计一个哈夫曼码的编译码系统。
基本要求:该完整系统应具备以下功能:
1. 初始化(I):从终端读取字符集大小n,以及对应的n个字符和m个权值,建立哈夫曼树,并将其存储于文件hfmtree中。
2. 编码(C):利用已构建的哈夫曼树(如果不在内存,则需从文件hfmtree加载),对tobetrans中的正文进行编码并将结果保存在codefile中。
3. 解码(D):使用已经建立好的哈夫曼树将codefile中的代码解码,并将译码后的文本存入textfile中。
4. 打印(P):以紧凑格式显示文件codefile的内容,每行50个编码。同时将字符形式的编码写进文件codeprint里。
5. 显示(T)哈夫曼树结构:在终端上直观地展示已在内存中的哈夫曼树(如树或凹入表的形式),并将此字符形式的哈夫曼树记录到treeprint中。
实现提示:
根据题目要求,将程序划分为五个模块,并设计成菜单方式。每次执行一个模块后返回主菜单。除了初始化(I)过程外,在进行其他操作时都将读取磁盘文件数据以确保即使没有重新初始化也能顺利工作。
算法分析:本项目主要应用了三个核心算法:
1. 哈夫曼编码的生成
2. 字符串匹配(译码)
3. 二叉树遍历
测试要求:在tobetrans.dat中输入THIS PROGRAM IS MY FAVORITE,字符集及其频度如下所示:
- A: 186, B: 64, C: 23, D: 22, E: 32
- F: 103, G: 21, H: 15, I: 47, J: 57,
- K: 1,L:5,M:32,N:20,
- O:56,P:19,Q:2 ,R :50
- S : 51 , T : 55 , U : 30,V : 10, W: 11,
- X: 2,Y:21,Z:2