數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--huffman編碼與文件壓縮-文庫(kù)吧
2025-03-27 22:48 本頁(yè)面
【正文】 題背景在計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用領(lǐng)域，文件壓縮是一項(xiàng)重要的技術(shù)。為了減少傳輸數(shù)據(jù)量或者減少存儲(chǔ)空間，都需要將大型文件壓縮成較小的文件。 課題研究的目的和意義Huffman編碼具有速度快、簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種很好的壓縮方法。 國(guó)內(nèi)外概況1952年，David A. Huffman在麻省理工攻讀博士時(shí)所發(fā)明的，并發(fā)表于《一種構(gòu)建極小多余編碼的方法》（A Method for the Construction of MinimumRedundancy Codes）一文。 課題的主要研究工作（1）通過(guò)查閱書(shū)籍并在網(wǎng)上查看相關(guān)論文，對(duì)Huffman編碼算法有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。（2） 使用 Microsoft Visual Studio 2010 實(shí)現(xiàn)基于Huffman編碼的文件壓縮程序。（3）通過(guò)使用各種不同的測(cè)試文件對(duì)該程序進(jìn)行測(cè)試，記錄并分析壓縮算法的壓縮比、壓縮時(shí)間等數(shù)據(jù)。（4）分析測(cè)試數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化。 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究 系統(tǒng)的控制特點(diǎn)與性能要求本系統(tǒng)是使用VS2010開(kāi)發(fā)的MFC應(yīng)用程序，對(duì)話框是使用MFC生成的，而對(duì)文件讀寫(xiě)操作以及Huffman編碼的算法部分是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是圖形界面，使用簡(jiǎn)單，便于操控。本系統(tǒng)不要求使用者安裝Visual Studio 或者 MFC類(lèi)庫(kù)（？）。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理 Huffman算法（1）根據(jù)給定的n個(gè)權(quán)值{ω1,ω2,…,ωn}構(gòu)成n棵二叉樹(shù)的集合F={T1,T2,…,Tn}，其中每棵二叉樹(shù)Ti中只有一個(gè)帶權(quán)為ωi的根結(jié)點(diǎn)，其左右子樹(shù)為空。（2）在F中選取兩棵根結(jié)點(diǎn)權(quán)值最小的樹(shù)作為左右子樹(shù)構(gòu)造一棵新的二叉樹(shù)，且置新的二叉樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)的權(quán)值為其左右子樹(shù)上根結(jié)點(diǎn)的權(quán)值之和。（3）在F中刪除這兩棵樹(shù)，同時(shí)將新達(dá)到的二叉樹(shù)加入F中。（4）重復(fù)（2）和（3），直到F只含一棵樹(shù)為止。 Huffman編碼假設(shè)每種字符在電文中出現(xiàn)的次數(shù)為ωi，其編碼長(zhǎng)度為li，電文中只有n種字符，則電文總長(zhǎng)為i=1nωili。對(duì)應(yīng)到二叉樹(shù)上，若置ωi為葉子結(jié)點(diǎn)的權(quán)，li恰為從根到葉子結(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度，則i=1nωili恰為二叉樹(shù)上的帶權(quán)路徑長(zhǎng)度。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)電文總長(zhǎng)最短的二進(jìn)制前綴編碼即為以n種字符出現(xiàn)的頻率做權(quán)，設(shè)計(jì)一棵Huffman樹(shù)的問(wèn)題，由此得到的二進(jìn)制前綴編碼即為Huffman編碼。 壓縮過(guò)程前提：與輸入的路徑對(duì)應(yīng)的文件為txt格式。（1）構(gòu)造Huffman樹(shù)：。（2）將Huffman樹(shù)編碼：初始化編碼數(shù)組，并遍歷Huffman樹(shù)，得到各個(gè)字符的編碼。（3），找到對(duì)應(yīng)的Huffman編碼。 解壓過(guò)程前提：與輸入的路徑對(duì)應(yīng)的文件為txt格式。（1）。（2）。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析 實(shí)現(xiàn)Huffman編碼及壓縮所需的變量表3. 1實(shí)現(xiàn)Huffman編碼所需變量列
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