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北邮数据结构实验报告

北邮数据结构实验报告
北邮数据结构实验报告

北邮数据结构实验报告

北京邮电大学信息与通信工程学院

XX级数据结构实验报告

实验名称:实验三哈夫曼编/解码器的实现

学生姓名:陈聪捷

日期: XX年11月28日

1.实验要求

一、实验目的:

了解哈夫曼树的思想和相关概念;

二、实验内容:

利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器

1.初始化:能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个字符的频度,并建立哈夫曼树。

2.建立编码表:利用已经建好的哈夫曼树进行编码,并将每个字符的编码输出。

3.编码:根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的字符串输出。

4.译码:利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码,并输出译码结果。

5.打印:以直观的方式打印哈夫曼树。

6.计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论哈夫曼编码的压缩效果。

7.用户界面可以设计成“菜单”方式,能进行交互,根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度,对没有出现的字符一律不用编码。

2. 程序分析

存储结构

二叉树

template

class BiTree

{

public:

BiTree(); //构造函数,其前序序列由键盘输入

~BiTree(void); //析构函数

BiNode* Getroot(); //获得指向根结点的指针

protected:

BiNode *root; //指向根结点的头指针

};

//声明类BiTree及定义结构BiNode

Data:

二叉树是由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成

哈夫曼树类的数据域,继承节点类型为int的二叉树

class HuffmanTree:public BiTree data: HCode* HCodeTable;//编码表

int tSize; //编码表中的总字符数

二叉树的节点结构

template

struct BiNode //二叉树的结点结构 {

T data; //记录数据

T lchild; //左孩子

T rchild; //右孩子

T parent; //双亲

};

编码表的节点结构

struct HCode

{

char data; //编码表中的字符

char code; //该字符对应的编码

};

待编码字符串由键盘输入,输入时用链表存储,链表节点为 struct Node

{

char character; //输入的字符

unsigned int count;//该字符的权值

bool used; //建立树的时候该字符是否使用过

Node* next; //保存下一个节点的地址

};

示意图:

关键算法分析

1.初始化函数(void HuffmanTree::Init(string Input))

算法伪代码:

1.初始化链表的头结点

2.获得输入字符串的第一个字符,并将其插入到链表尾部,n=1(n记录的是链表

中字符的个数)

3.从字符串第2个字符开始,逐个取出字符串中的字符

将当前取出的字符与链表中已经存在的字符逐个比较,如果当前取出

的字符与链表中已经存在的某个字符相同,则链表中该字符的权值加1。

如果当前取出的字符与链表中已经存在的字符都不相同,则将其加入

到链表尾部,同时n++

=n(tSize记录链表中字符总数,即哈夫曼树中叶子节

点总数)

5.创建哈夫曼树

6.销毁链表

源代码:

void HuffmanTree::Init(string Input)

{

Node *front=new Node; //初始化链表的头结点

if(!front)

throw exception("堆空间用尽");

front->next=NULL;

front->character=NULL;

front->count=0;

Node *pfront=front;

char ch=Input; //获得第一个字符

Node* New1=new Node;

if(!New1)

throw exception("堆空间用尽");

New1->character=ch; //将第一个字符插入链表

New1->count=1;

New1->next=pfront->next;

pfront->next=New1;

bool replace=0; //判断在已经写入链表的字符中是

否有与当前读出的字符相同的字符 int n=1; //统计链表中字符个数

for(int i=1;i

{

ch=Input; //获得第i个字符

do

{

pfront=pfront->next;

if((int)pfront->character == (int)ch) //如果在链表中有与当前字符相同的字符,

该字符权值加1

{

pfront->count++;

replace=1;

break;

}

}while(pfront->next);

if(!replace) //如果在链表中没找到与当前字符相同的字符,则将该字符作为新成员插入链表

{

Node* New=new Node;

if(!New)

throw exception("堆空间用尽");

New->character=ch;

New->count=1;

New->next=pfront->next;

pfront->next=New;

n++;

}

pfront=front; //重置pfront和replace变量为默认值 replace=0;

}

tSize=n; //tSize记录的是编码表中字符个数

CreateHTree(front,n); //创建哈夫曼树

pfront=front;

while(pfront) //销毁整个链表

{

front=pfront;

pfront=pfront->next;

front;

}

时间复杂度:

若输入的字符串长度为n,则时间复杂度为O(n)

2.创建哈夫曼树(void

HuffmanTree::CreateCodeTable(Node *p))

算法伪代码:

1. 创建一个长度为2*tSize-1的三叉链表

2. 将存储字符及其权值的链表中的字符逐个写入三叉链表的前tSize个结点

的data域,并将对应结点的孩子域和双亲域赋为空

3. 从三叉链表的第tSize个结点开始,i=tSize

从存储字符及其权值的链表中取出两个权值最小的结点x,y,记录其

下标x,y。

将下标为x和y的哈夫曼树的结点的双亲设置为第i 个结点

将下标为x的结点设置为i结点的左孩子,将下标为y的结点设置为

i结点的右孩子,i结点的权值为x结点的权值加上y 结点的权值,i

结点的双亲设置为空

4. 根据哈夫曼树创建编码表

源代码:

void HuffmanTree::CreateHTree(Node *p,int n) {

root= new BiNode; //初始化哈夫曼树

Node *front=p->next;

if(n==0)

throw exception("没有输入字符");

for(int i=0;i

root.data=front->count;

root.lchild=-1;

root.rchild=-1;

root.parent=-1;

front=front->next;

}

front=p;

int New1,New2;

for(i=n;i {

SelectMin(New1,New2,0,i); //从0~i中选出两个权值最小的结点

root.parent=root.parent=i; //用两个权值最小的结点生成新结点,

新节点为其双亲

root.data=root.data+root.data;//新结点的权值为其孩子的权值的和 root.lchild=New1;

root.rchild=New2;

root.parent=-1;

}

CreateCodeTable(p); //创建编码表

}

时间复杂度:

在选取两个权值最小的结点的函数中要遍历链表,时间复杂度为O(n),故该函数

的时间复杂度为O(n^2)

3.创建编码表(void HuffmanTree::CreateCodeTable(Node *p))

算法伪代码:

1.初始化编码表

2.初始化一个指针,从链表的头结点开始,遍历整个链表

将链表中指针当前所指的结点包含的字符写入编码表中

得到该结点对应的哈夫曼树的叶子结点及其双亲

如果哈夫曼树只有一个叶子结点,将其字符对应编码设置为0

如果不止一个叶子结点,从当前叶子结点开始判断

如果当前叶子结点是其双亲的左孩子,则其对应的编码为0,否

则为1

child指针指向叶子结点的双亲,parent指针指向child指针的双亲,

重复的操作

将已完成的编码倒序

取得链表中的下一个字符

3.输出编码表

源代码:

void HuffmanTree::CreateCodeTable(Node *p)

{

HCodeTable=new HCode; //初始化编码表

Node *front=p->next;

for(int i=0;i

{

HCodeTable.data=front->character; //将第i个字符写入编码表

int child=i; //得到第i个字符对应的叶子节点

int parent=root.parent; //得到第i个字符对应的叶子节点的双亲

int k=0;

if(tSize==1) //如果文本中只有一种字符,它的编码为0

{

HCodeTable.code='0';

k++;

}

while(parent!=-1) //从第i个字符对应的叶子节点开始,寻找它到根结点的路径

{

if(child==root.lchild) //如果当前结点为双亲的左孩子,则编码为0,

否则编码为1

HCodeTable.code='0';

else

HCodeTable.code='1';

k++;

child=parent;

parent=root.parent;

}

HCodeTable.code='';

Reverse(HCodeTable.code); //将编码逆置

front=front->next; //得到下一个字符

}

cout for(i=0;i

{

cout parent=root.lchild;

else //编码为1则寻找右孩子

parent=root.rchild;

i++;

}

if(tSize==1) //如果编码表只有一个字符,则根结点

即为叶子结点 i++;

(1,HCodeTable.data);//将叶子节点对应的字符追加

到解码串中 }

cout }

时间复杂度:

设待解码串长度为n,则复杂度为O(n)

8. 计算哈夫曼编码的压缩比(void HuffmanTree::Calculate(string s1,string s2)) 算法伪

代码:

1. 获得编码前字符串的长度,即其占用的字节数

2. 获得编码后的字符串的长度,将其除以8然后向上

取整,得到其占用的字

节数

3. 压缩比将两个相除

源代码:

void HuffmanTree::Calculate(string s1,string s2)

int cal1=();

int cal2=();

cal2=ceill((float)cal2/8); //将编码串的比特数转化为字节数 cout cout cout }

时间复杂度:

O(1)

9. 打印哈夫曼树(void HuffmanTree::PrintTree(int TreeNode,int layer) ) 算法伪代码:

1. 如果待打印结点为空,则返回

2. 递归调用函数打印当前结点的右子树

3. 根据当前结点所在的层次确定其前面要输出多少空格,先输出空格,在打

印当前结点的权值

4. 递归调用函数打印当前结点的左子树

源代码:

void HuffmanTree::PrintTree(int TreeNode,int layer)

{

if(TreeNode==-1) //如果待打印结点为空,则返回return;

else

PrintTree(root.rchild,layer+1); //先打印该结点的右子树,layer记录

的是该结点所在的层次

for(int i=0;i

空格

cout cout PrintTree(root.lchild,layer+1); //打印该结点的左子树

}

}

时间复杂度:

中序遍历哈夫曼树,复杂度为O(n)

10. 菜单函数(void HuffmanTree::Menu())

算法伪代码:

1. 逐一读取键盘缓存区中的字符,并将它们逐一追加到记录输入字符串的

string变量中,直到读到回车输入符为止

2. 删除string变量末尾的回车输入符

3.利用string变量创建哈夫曼树,初始化编码表。

4. 直观打印哈夫曼树

5. 对输入的字符串进行编码

6. 对编码后的字符串进行解码

7. 计算编码前后的压缩比并输出

源代码:

void HuffmanTree::Menu()

{

cout string Input;

char letter;

do //将字符逐个读入Input变量中

{

letter=();

(1,letter);

}while(letter!=' ');

(()-1,1); //去掉Input末尾的回车符

Init(Input); //根据输入的字符串创建哈夫曼树及其编码表 cout PrintTree(2*tSize-1-1,1); //打印哈夫曼树

cout string d1,d2;

cout Encode(Input,d1); //编码并打印编码串

cout Decode(d1,d2); //解码并打印解码串

cout Calculate(Input,d1); //计算编码前后的压缩比

}

其他

1.由于题目要求能输入任意长的字符串,所以本程序采用了string变量来记录输入

的字符串,并采用string类的类成员函数来完成各项任务

2.打印哈夫曼树时采用了递归函数,且采用了凹凸表的形式打印哈夫曼树。

3.为了输入空格,输入时采取逐个字符输入的方式

3. 程序运行结果

主函数流程图:

运行结果:

各函数运行正常,没有出现bug

4. 总结

经过这次实验,我了解了哈夫曼树的创建过程,了解了一种不等长编码的方法,用设断点调试的方法更加熟练,同时熟悉了STL中string类型的用法,对C++更加熟悉

数据结构实验报告格式

《数据结构课程实验》大纲 一、《数据结构课程实验》的地位与作用 “数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程,是计算机专业的一门核心的关键性课程。本课程较系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法,介绍了常用的多种查找和排序技术,并做了性能分析和比较,内容非常丰富。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因,使得掌握这门课程具有较大的难度: (1)内容丰富,学习量大,给学习带来困难; (2)贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点也是难点; (3)所用到的技术多,而在此之前的各门课程中所介绍的专业性知识又不多,因而加大了学习难度; (4)隐含在各部分的技术和方法丰富,也是学习的重点和难点。 根据《数据结构课程》课程本身的技术特性,设置《数据结构课程实验》实践环节十分重要。通过实验实践内容的训练,突出构造性思维训练的特征, 目的是提高学生组织数据及编写大型程序的能力。实验学时为18。 二、《数据结构课程实验》的目的和要求 不少学生在解答习题尤其是算法设计题时,觉得无从下手,做起来特别费劲。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的,解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到,只不过其出现的形式呈多样化,因此需要仔细体会,在反复实践的过程中才能掌握。 为了帮助学生更好地学习本课程,理解和掌握算法设计所需的技术,为整个专业学习打好基础,要求运用所学知识,上机解决一些典型问题,通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练,使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。数据结构中稍微复杂一些的算法设计中可能同时要用到多种技术和方法,如算法设计的构思方法,动态链表,算法的编码,递归技术,与特定问题相关的技术等,要求重点掌握线性链表、二叉树和树、图结构、数组结构相关算法的设计。在掌握基本算法的基础上,掌握分析、解决实际问题的能力。 三、《数据结构课程实验》内容 课程实验共18学时,要求完成以下六个题目: 实习一约瑟夫环问题(2学时)

数据结构实验答案1

重庆文理学院软件工程学院实验报告册 专业:_____软件工程__ _ 班级:_____软件工程2班__ _ 学号:_____201258014054 ___ 姓名:_____周贵宇___________ 课程名称:___ 数据结构 _ 指导教师:_____胡章平__________ 2013年 06 月 25 日

实验序号 1 实验名称实验一线性表基本操作实验地点S-C1303 实验日期2013年04月22日 实验内容1.编程实现在顺序存储的有序表中插入一个元素(数据类型为整型)。 2.编程实现把顺序表中从i个元素开始的k个元素删除(数据类型为整型)。 3.编程序实现将单链表的数据逆置,即将原表的数据(a1,a2….an)变成 (an,…..a2,a1)。(单链表的数据域数据类型为一结构体,包括学生的部分信息:学号,姓名,年龄) 实验过程及步骤1. #include #include #include #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define ElemType int #define MAXSIZE 100 /*此处的宏定义常量表示线性表可能达到的最大长度*/ typedef struct

{ ElemType elem[MAXSIZE]; /*线性表占用的数组空间*/ int last; /*记录线性表中最后一个元素在数组elem[ ]中的位置(下标值),空表置为-1*/ }SeqList; #include "common.h" #include "seqlist.h" void px(SeqList *A,int j); void main() { SeqList *l; int p,q,r; int i; l=(SeqList*)malloc(sizeof(SeqList)); printf("请输入线性表的长度:"); scanf("%d",&r); l->last = r-1; printf("请输入线性表的各元素值:\n"); for(i=0; i<=l->last; i++) { scanf("%d",&l->elem[i]); } px(l,i); printf("请输入要插入的值:\n");

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器之欧阳光明创编

数据结构实验报告 欧阳光明(2021.03.07) 实验名称:实验三树——哈夫曼编/解码器 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期: 2014年12月11日 1.实验要求 利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。 基本要求: 1、初始化(Init):能够对输入的任意长度的字符串s进行统 计,统计每个字符的频度,并建立赫夫曼树 2、建立编码表(CreateTable):利用已经建好的赫夫曼树进行编 码,并将每个字符的编码输出。 3、编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并 将编码后的字符串输出。 4、译码(Decoding):利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符 串进行译码,并输出译码结果。 5、打印(Print):以直观的方式打印赫夫曼树(选作) 6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析, 讨论赫夫曼编码的压缩效果。 测试数据: I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study

data Structure. 提示: 1、用户界面可以设计为“菜单”方式:能够进行交互。 2、根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度,对没有 出现的 字符一律不用编码。 2. 程序分析 2.1 存储结构 Huffman树 给定一组具有确定权值的叶子结点,可以构造出不同的二叉树,其中带权路径长度最小的二叉树称为Huffman树,也叫做最优二叉树。

weight lchild rchildparent 2-1-1-1 5-1-1-1 6-1-1-1 7-1-1-1 9-1-1-1 weight lchild rchild parent

数据结构实验报告

数据结构实验报告 一.题目要求 1)编程实现二叉排序树,包括生成、插入,删除; 2)对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历; 3)每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4)分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率,并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二.解决方案 对于前三个题目要求,我们用一个程序实现代码如下 #include #include #include #include "Stack.h"//栈的头文件,没有用上 typedefintElemType; //数据类型 typedefint Status; //返回值类型 //定义二叉树结构 typedefstructBiTNode{ ElemType data; //数据域 structBiTNode *lChild, *rChild;//左右子树域 }BiTNode, *BiTree; intInsertBST(BiTree&T,int key){//插入二叉树函数 if(T==NULL) { T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); T->data=key; T->lChild=T->rChild=NULL; return 1; } else if(keydata){ InsertBST(T->lChild,key); } else if(key>T->data){ InsertBST(T->rChild,key); } else return 0; } BiTreeCreateBST(int a[],int n){//创建二叉树函数 BiTreebst=NULL; inti=0; while(i

《数据结构》实验报告

苏州科技学院 数据结构(C语言版) 实验报告 专业班级测绘1011 学号10201151 姓名XX 实习地点C1 机房 指导教师史守正

目录 封面 (1) 目录 (2) 实验一线性表 (3) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (3) 二、源程序及注释(打包上传) (3) 三、运行输出结果 (4) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (6) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (6) 实验二栈和队列 (7) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (8) 二、源程序及注释(打包上传) (8) 三、运行输出结果 (8) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (10) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (10) 实验三树和二叉树 (11) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (11) 二、源程序及注释(打包上传) (12) 三、运行输出结果 (12) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (12) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (12) 实验四图 (13) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (13) 二、源程序及注释(打包上传) (14) 三、运行输出结果 (14) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (15) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (16) 实验五查找 (17) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (17)

二、源程序及注释(打包上传) (18) 三、运行输出结果 (18) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (19) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (19) 实验六排序 (20) 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述 (20) 二、源程序及注释(打包上传) (21) 三、运行输出结果 (21) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (24) 五、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训 (24) 实验一线性表 一、程序设计的基本思想,原理和算法描述: 程序的主要分为自定义函数、主函数。自定义函数有 InitList_Sq、Out_List、ListInsert_Sq、ListDelete_Sq、LocateElem_Sq 、compare。主函数在运行中调用上述的自定义函数,每个自定义函数实现程序的每部分的小功能。 1.程序设计基本思想 用c语言编译程序,利用顺序存储方式实现下列功能:根据键盘输入数据建立一个线性表,并输出该线性表;然后根据屏幕菜单的选择,可以进行数据的插入、删除、查找,并在插入或删除数据后,再输出线性表;最后在屏幕菜单中选择结束按钮,即可结束程序的运行。 2.原理 线性表通过顺序表现,链式表示,一元多项式表示,其中链式表示又分为静态链表,双向链表,循环链表等,在不同的情况下各不相同,他可以是一个数字,也可以是一个符号,通过符号或数字来实现程序的运行。 3.算法描述

数据结构实验报告全集

数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1.实验目的 (1)掌握使用Visual C++ 6.0上机调试程序的基本方法; (2)掌握线性表的基本操作:初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2.实验要求 (1)认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 (2)认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 (3)上机运行程序。 (4)保存和打印出程序的运行结果,并结合程序进行分析。 (5)按照你对线性表的操作需要,重新改写主程序并运行,打印出文件清单和运行结果 实验代码: 1)头文件模块 #include iostream.h>//头文件 #include//库头文件-----动态分配内存空间 typedef int elemtype;//定义数据域的类型 typedef struct linknode//定义结点类型 { elemtype data;//定义数据域 struct linknode *next;//定义结点指针 }nodetype; 2)创建单链表

nodetype *create()//建立单链表,由用户输入各结点data域之值,//以0表示输入结束 { elemtype d;//定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;//定义结点指针 int i=1; cout<<"建立一个单链表"<> d; if(d==0) break;//以0表示输入结束 if(i==1)//建立第一个结点 { h=(nodetype*)malloc(sizeof(nodetype));//表示指针h h->data=d;h->next=NULL;t=h;//h是头指针 } else//建立其余结点 { s=(nodetype*) malloc(sizeof(nodetype)); s->data=d;s->next=NULL;t->next=s; t=s;//t始终指向生成的单链表的最后一个节点

数据结构实验报告(2015级)及答案

数据结构实验报告(2015级)及答案

《数据结构》实验报告 专业__信息管理学院______ 年级__2015级___________ 学号___ _______ 学生姓名___ _ _______ 指导老师____________ 华中师范大学信息管理系编

I 实验要求 1.每次实验中有若干习题,每个学生至少应该完成其中的两道习题。 2.上机之前应作好充分的准备工作,预先编好程序,经过人工检查无误后,才能上机,以提高上机效率。 3.独立上机输入和调试自己所编的程序,切忌抄袭、拷贝他人程序。 4.上机结束后,应整理出实验报告。书写实验报告时,重点放在调试过程和小节部分,总结出本次实验中的得与失,以达到巩固课堂学习、提高动手能力的目的。 II 实验内容 实验一线性表 【实验目的】 1.熟悉VC环境,学习如何使用C语言实现线性表的两种存储结构。 2.通过编程、上机调试,进一步理解线性表的基本概念,熟练运用C语言实现线性表基本操作。 3.熟练掌握线性表的综合应用问题。 【实验内容】 1.一个线性表有n个元素(n

的顺序不变。设计程序实现。要求:采用顺序存储表示实现;采用链式存储表示方法实现;比较两种方法的优劣。 2. 从单链表中删除指定的元素x,若x在单链表中不存在,给出提示信息。 要求: ①指定的值x由键盘输入; ②程序能处理空链表的情况。 3.设有头结点的单链表,编程对表中的任意值只保留一个结点,删除其余值相同的结点。 要求: ①该算法用函数(非主函数)实现; ②在主函数中调用创建链表的函数创建一个单链表, 并调用该函数,验证算法的正确性。 LinkedList Exchange(LinkedList HEAD,p)∥HEAD是单链表头结点的指针,p是链表中的一个结点。本算法将p所指结点与其后 继结点交换。 {q=head->next;∥q是工作指针,指向链表中当前待处理结点。 pre=head;∥pre是前驱结点指针,指向q的前驱。 while(q!=null && q!=p){pre=q;q=q->next;} ∥

北邮数据结构实验3哈夫曼编码

数据结构实验报告 实验名称:实验3——哈夫曼编码 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期:2013年11月24日 1.实验要求 利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。 基本要求: 1、初始化(Init):能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个 字符的频度,并建立赫夫曼树 2、建立编码表(CreateTable):利用已经建好的赫夫曼树进行编码,并将每 个字符的编码输出。 3、编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的 字符串输出。 4、译码(Decoding):利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译 码,并输出译码结果。 5、打印(Print):以直观的方式打印赫夫曼树(选作) 6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论赫夫曼 编码的压缩效果。 2. 程序分析 2.1存储结构: struct HNode { char c;//存字符内容 int weight; int lchild, rchild, parent; }; struct HCode

{ char data; char code[100]; }; //字符及其编码结构 class Huffman { private: HNode* huffTree; //Huffman树 HCode* HCodeTable; //Huffman编码表 public: Huffman(void); void CreateHTree(int a[], int n); //创建huffman树 void CreateCodeTable(char b[], int n); //创建编码表 void Encode(char *s, string *d); //编码 void Decode(char *s, char *d); //解码 void differ(char *,int n); char str2[100];//数组中不同的字符组成的串 int dif;//str2[]的大小 ~Huffman(void); }; 结点结构为如下所示: 三叉树的节点结构: struct HNode//哈夫曼树结点的结构体 { int weight;//结点权值 int parent;//双亲指针 int lchild;//左孩子指针 int rchild;//右孩子指针 char data;//字符 }; 示意图为: int weight int parent int lchild int rchild Char c 编码表节点结构:

数据结构实验报告模板

2009级数据结构实验报告 实验名称:约瑟夫问题 学生姓名:李凯 班级:21班 班内序号:06 学号:09210609 日期:2010年11月5日 1.实验要求 1)功能描述:有n个人围城一个圆圈,给任意一个正整数m,从第一个人开始依次报数,数到m时则第m个人出列,重复进行,直到所有人均出列为止。请输出n个人的出列顺序。 2)输入描述:从源文件中读取。 输出描述:依次从显示屏上输出出列顺序。 2. 程序分析 1)存储结构的选择 单循环链表 2)链表的ADT定义 ADT List{ 数据对象:D={a i|a i∈ElemSet,i=1,2,3,…n,n≧0} 数据关系:R={< a i-1, a i>| a i-1 ,a i∈D,i=1,2,3,4….,n} 基本操作: ListInit(&L);//构造一个空的单链表表L ListEmpty(L); //判断单链表L是否是空表,若是,则返回1,否则返回0. ListLength(L); //求单链表L的长度 GetElem(L,i);//返回链表L中第i个数据元素的值; ListSort(LinkList&List) //单链表排序 ListClear(&L); //将单链表L中的所有元素删除,使单链表变为空表 ListDestroy(&L);//将单链表销毁 }ADT List 其他函数: 主函数; 结点类; 约瑟夫函数 2.1 存储结构

[内容要求] 1、存储结构:顺序表、单链表或其他存储结构,需要画示意图,可参考书上P59 页图2-9 2.2 关键算法分析 结点类: template class CirList;//声明单链表类 template class ListNode{//结点类定义; friend class CirList;//声明链表类LinkList为友元类; Type data;//结点的数据域; ListNode*next;//结点的指针域; public: ListNode():next(NULL){}//默认构造函数; ListNode(const Type &e):data(e),next(NULL){}//构造函数 Type & GetNodeData(){return data;}//返回结点的数据值; ListNode*GetNodePtr(){return next;}//返回结点的指针域的值; void SetNodeData(Type&e){data=e;}//设置结点的数据值; void SetNodePtr(ListNode*ptr){next=ptr;} //设置结点的指针值; }; 单循环链表类: templateclass CirList { ListNode*head;//循环链表头指针 public: CirList(){head=new ListNode();head->next=head;}//构造函数,建立带头节点的空循环链表 ~CirList(){CirListClear();delete head;}//析构函数,删除循环链表 void Clear();//将线性链表置为空表 void AddElem(Type &e);//添加元素 ListNode *GetElem(int i)const;//返回单链表第i个结点的地址 void CirListClear();//将循环链表置为空表 int Length()const;//求线性链表的长度 ListNode*ListNextElem(ListNode*p=NULL);//返回循环链表p指针指向节点的直接后继,若不输入参数,则返回头指针 ListNode*CirListRemove(ListNode*p);//在循环链表中删除p指针指向节点的直接后继,且将其地址通过函数值返回 CirList&operator=(CirList&List);//重载赋

数据结构实验报告-答案

数据结构(C语言版) 实验报告

专业班级学号姓名 实验1 实验题目:单链表的插入和删除 实验目的: 了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构,掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求: 建立一个数据域定义为字符串的单链表,在链表中不允许有重复的字符串;根据输入的字符串,先找到相应的结点,后删除之。 实验主要步骤: 1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序,并设计输入数据(如:bat,cat,eat,fat,hat,jat,lat,mat,#),测 试程序的如下功能:不允许重复字符串的插入;根据输入的字符串,找到相应的结点并删除。 3、修改程序: (1)增加插入结点的功能。 (2)将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码: #include"" #include"" #include"" #include"" typedef struct node . . 示意图:

head head head 心得体会: 本次实验使我们对链表的实质了解更加明确了,对链表的一些基本操作也更加熟练了。另外实验指导书上给出的代码是有一些问题的,这使我们认识到实验过程中不能想当然的直接编译执行,应当在阅读并完全理解代码的基础上再执行,这才是实验的意义所在。

实验2 实验题目:二叉树操作设计和实现 实验目的: 掌握二叉树的定义、性质及存储方式,各种遍历算法。 实验要求: 采用二叉树链表作为存储结构,完成二叉树的建立,先序、中序和后序以及按层次遍历 的操作,求所有叶子及结点总数的操作。 实验主要步骤: 1、分析、理解程序。 2、调试程序,设计一棵二叉树,输入完全二叉树的先序序列,用#代表虚结点(空指针), 如ABD###CE##F##,建立二叉树,求出先序、中序和后序以及按层次遍历序列,求 所有叶子及结点总数。 实验代码 #include"" #include"" #include"" #define Max 20 ertex=a; irstedge=NULL; irstedge; G->adjlist[i].firstedge=s; irstedge; R[i] 留在原位

数据结构实验报告-答案.doc

数据结构实验报告-答案 数据结构(C语言版)实验报告专业班级学号姓名实验1实验题目:单链表的插入和删除实验目的:了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构,掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求:建立一个数据域定义为字符串的单链表,在链表中不允许有重复的字符串;根据输入的字符串,先找到相应的结点,后删除之。 实验主要步骤:1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序,并设计输入数据(如:bat,cat,eat,fat,hat,jat,lat,mat,#),测试程序的如下功能:不允许重复字符串的插入;根据输入的字符串,找到相应的结点并删除。 3、修改程序:(1)增加插入结点的功能。 (2)将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码:#include“stdio.h“#include“string.h“#include“stdlib.h“#include“ctype. h“typedefstructnode//定义结点{chardata[10];//结点的数据域为字符串structnode*next;//结点的指针域}ListNode;typedefListNode*LinkList;//自定义LinkList单链表类型LinkListCreatListR1();//函数,用尾插入法建立带头结点的单链表LinkListCreatList(void);//函数,用头插入法建立带头结点的单链表ListNode*LocateNode();//函数,按值查找结点voidDeleteList();//函数,删除指定值的结点voidprintlist();//函数,打印链表中的所有值voidDeleteAll();//函数,删除所有结点,释放内存

北邮数据结构第四次实验题目一排序

数据结构实验报告实验名称:实验四排序(题目1) 姓名: 班级: 班内序号: 学号:

1.实验要求 实验目的:学习、实现、对比各种排序算法,掌握各种排序算法的优劣,以及各种算法使用的情况。实验内容:使用简单数组实现下面各种排序算法,并进行比较。 排序算法: 1、插入排序 2、希尔排序 3、冒泡排序 4、快速排序 5、简单选择排序 要求: 1、测试数据分成三类:正序、逆序、随机数据 2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其中关键字交换 计为3次移动)。 3、对2的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度。 编写测试main()函数测试线性表的正确性。 2. 程序分析 2.1 存储结构 2.2 关键算法分析 2.2.1 插入排序 插入排序的基本方法是寻找一个指定元素在待排序元素中的位置,然后插入。一趟直接插入排序的C++描述过程如下: ①将待插入纪录赋值给哨兵r[0]:r[0]=r[i]; ②从后向前进行顺序查找:for(j=i-1;r[0]

{r[j+1]=r[j];move++; comp++;} //循环中移动计数器++ comp++; //比较计数器++ r[j+1]=r[0];move++; //移动计数器++ } comp++; //比较计数器++ } cout<<"本次直接插入排序数据长度为:"<=1;d=d/2) //以d 为增量在子序列中进行插入排序 { for(int i=d+1;i<=n;i++) //一趟希尔排序 { if(r[i]0&&r[0]

北邮数据结构实验四-链表排序

数据结构实验报告 实验名称:实验四——链表的排序 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期: 1.实验要求 [内容要求] 使用链表实现下面各种排序算法,并进行比较。 排序算法: 1、插入排序 2、冒泡排序 3、快速排序 4、简单选择排序 5、其他 要求: 1、测试数据分成三类:正序、逆序、随机数据 2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其 中关键字交换计为3次移动)。 3、对于这三类数据,比较上述排序算法中不同算法的执行时间,精确到微秒 (选作) 4、对2和3的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度 编写测试main()函数测试线性表的正确性 代码要求 1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常; 2、保持良好的编程的风格: 代码段与段之间要有空行和缩近 标识符名称应该与其代表的意义一致 函数名之前应该添加注释说明该函数的功能 关键代码应说明其功能 3、递归程序注意调用的过程,防止栈溢出

2. 程序分析 2.1 存储结构 [内容要求] 存储结构:双链表 2.2 关键算法分析 [内容要求] 定义类: template class LinkList { public: LinkList(){front = new Node ;front->next=rear;front->prior=NULL;rear=new Node;rear->next=NULL;rear->prior=front;} LinkList(T a[],int n); void BackLinkList(T a[]);//恢复原链表 ~LinkList();//析构函数 void PrintList();//打印数列 void InsertSort();//插入排序 void BubbleSort();//冒泡排序 Node * Partion(Node *i,Node *j);//快速排序中寻找轴值的函数 void Qsort(Node *i,Node *j);//快速排序 void SelectSort();//选择排序 Node*front; Node*rear; }; 成员函数包括:构造函数:单链表,打印单链表,插入排序,快速排序,冒泡排序,选择排序,析构函数 公有成员:头指针和尾指针 1、构造函数: LinkList::LinkList(T a[],int n) { front=new Node; rear=new Node; front->prior=NULL;front->next=rear; rear->next=NULL;rear->prior=front; Node *s; for (int i=n-1;i>=0;i--) {

数据结构实验报告图实验

邻接矩阵的实现 1. 实验目的 (1)掌握图的逻辑结构 (2)掌握图的邻接矩阵的存储结构 (3)验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现2. 实验内容 (1)建立无向图的邻接矩阵存储 (2)进行深度优先遍历 (3)进行广度优先遍历3.设计与编码MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template class MGraph { public: MGraph(DataType a[], int n, int e); ~MGraph(){ void DFSTraverse(int v); void BFSTraverse(int v); private: DataType vertex[MaxSize]; int arc[MaxSize][MaxSize]; }

int vertexNum, arcNum; }; #endif MGraph.cpp #include using namespace std; #include "MGraph.h" extern int visited[MaxSize]; template MGraph::MGraph(DataType a[], int n, int e) { int i, j, k; vertexNum = n, arcNum = e; for(i = 0; i < vertexNum; i++) vertex[i] = a[i]; for(i = 0;i < vertexNum; i++) for(j = 0; j < vertexNum; j++) arc[i][j] = 0; for(k = 0; k < arcNum; k++) { cout << "Please enter two vertexs number of edge: " cin >> i >> j; arc[i][j] = 1; arc[j][i] = 1; } }

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器

北京邮电大学电信工程学院 数据结构实验报告 实验名称:实验三树 ----- 哈夫曼编/解码器 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期:2014年12月11日 1. 实验要求 利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。 基本要求: 1、初始化(Init):能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个 字符的频度,并建立赫夫曼树 2、建立编码表(CreateTable)利用已经建好的赫夫曼树进行编码,并将每 个字符的编码输出。 3、编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的 字符串输出。 4、译码(Decoding):禾U用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译 码,并输出译码结果。 5、打印(Print):以直观的方式打印赫夫曼树(选作) 6计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论赫夫曼编码的压缩效果。 测试数据: I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study data Structure. 提示: 1、用户界面可以设计为“菜单”方式:能够进行交互。 2、根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度,对没有出现的字符 一律不用编码。

2. 程序分析 2.1存储结构 Huffman 树给定一组具有确定权值的叶子结点,可以构造出不同的二叉树,其中带权路径 长度最小的二叉树称为Huffman 树,也叫做最优二叉树 哈夫虽树示意图 root 孩子双亲表示法 _____________________ JL________________ weight Ichild rchild pare nt

北邮信通院数据结构实验报告三哈夫曼编码器

数据结构实验报告 实验名称:实验三树——哈夫曼编/解码器 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期:2014年12月11日 1.实验要求 利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。 基本要求: 1、初始化(Init):能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个 字符的频度,并建立赫夫曼树 2、建立编码表(CreateTable):利用已经建好的赫夫曼树进行编码,并将每 个字符的编码输出。 3、编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的 字符串输出。 4、译码(Decoding):利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译 码,并输出译码结果。 5、打印(Print):以直观的方式打印赫夫曼树(选作) 6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论赫夫曼 编码的压缩效果。 测试数据: I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study data Structure. 提示: 1、用户界面可以设计为“菜单”方式:能够进行交互。 2、根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度,对没有出现的 字符一律不用编码。

2. 程序分析 2.1 存储结构 Huffman树 给定一组具有确定权值的叶子结点,可以构造出不同的二叉树,其中带权路径长度最小的二叉树称为Huffman树,也叫做最优二叉树。 weight lchild rchild parent

2-1-1-1 5-1-1-1 6-1-1-1 7-1-1-1 9-1-1-1 weight lchild rchild parent 2-1-15 5-1-15 6-1-16 7-1-16 9-1-17 7017

数据结构实验报告及心得体会

2011~2012第一学期数据结构实验报告 班级:信管一班 学号:201051018 姓名:史孟晨

实验报告题目及要求 一、实验题目 设某班级有M(6)名学生,本学期共开设N(3)门课程,要求实现并修改如下程序(算法)。 1. 输入学生的学号、姓名和 N 门课程的成绩(输入提示和输出显示使用汉字系统), 输出实验结果。(15分) 2. 计算每个学生本学期 N 门课程的总分,输出总分和N门课程成绩排在前 3 名学 生的学号、姓名和成绩。 3. 按学生总分和 N 门课程成绩关键字升序排列名次,总分相同者同名次。 二、实验要求 1.修改算法。将奇偶排序算法升序改为降序。(15分) 2.用选择排序、冒泡排序、插入排序分别替换奇偶排序算法,并将升序算法修改为降序算法;。(45分)) 3.编译、链接以上算法,按要求写出实验报告(25)。 4. 修改后算法的所有语句必须加下划线,没做修改语句保持按原样不动。 5.用A4纸打印输出实验报告。 三、实验报告说明 实验数据可自定义,每种排序算法数据要求均不重复。 (1) 实验题目:《N门课程学生成绩名次排序算法实现》; (2) 实验目的:掌握各种排序算法的基本思想、实验方法和验证算法的准确性; (3) 实验要求:对算法进行上机编译、链接、运行; (4) 实验环境(Windows XP-sp3,Visual c++); (5) 实验算法(给出四种排序算法修改后的全部清单); (6) 实验结果(四种排序算法模拟运行后的实验结果); (7) 实验体会(文字说明本实验成功或不足之处)。

三、实验源程序(算法) Score.c #include "stdio.h" #include "string.h" #define M 6 #define N 3 struct student { char name[10]; int number; int score[N+1]; /*score[N]为总分,score[0]-score[2]为学科成绩*/ }stu[M]; void changesort(struct student a[],int n,int j) {int flag=1,i; struct student temp; while(flag) { flag=0; for(i=1;ia[i+1].score[j]) { temp=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=temp; flag=1; } for(i=0;ia[i+1].score[j]) { temp=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=temp; flag=1;

数据结构实验报告

《用哈夫曼编码实现文件压缩》 实验报告 课程名称数据结构 实验学期2015至2016学年第一学期 学生所在系部计算机学院 年级2014专业班级物联B142班 学生姓名杨文铎学号201407054201 任课教师白磊 实验成绩

用哈夫曼编码实现文件压缩 1、了解文件的概念。 2、掌握线性表的插入、删除的算法。 3、掌握Huffman树的概念及构造方法。 4、掌握二叉树的存储结构及遍历算法。 5、利用Haffman树及Haffman编码,掌握实现文件压缩的一般原理。 微型计算机、Windows系列操作系统、Visual C++6.0软件 根据ascii码文件中各ascii字符出现的频率情况创建Haffman树,再将各字符对应的哈夫曼编码写入文件中,实现文件压缩。 本次实验采用将字符用长度尽可能短的二进制数位表示的方法,即对于文件中出现的字符,无须全部都用S为的ascii码进行存储,根据他们在文件中出现的频率不同,我们利用Haffman算法使每个字符能以最短的二进制数字符进行存储,已达到节省存储空间,压缩文件的目的,解决了压缩需要采用的算法,程序的思路已然清晰: 1、统计需压缩文件中的每个字符出现的频率 2、将每个字符的出现频率作为叶子节点构建Haffman树,然后将树中结点引向 其左孩子的分支标“0”,引向其右孩子的分支标“1”;每个字符的编码 即为从根到每个叶子的路径上得到的0、1序列,这样便完成了Haffman 编码,将每个字符用最短的二进制字符表示。 3、打开需压缩文件,再将需压缩文件中的每个ascii码对应的haffman编码按bit 单位输出。 4、文件压缩结束。 (1)构造haffman树的方法一haffman算法 构造haffman树步骤: I.根据给定的n个权值{w1,w2,w3…….wn},构造n棵只有根结点的二叉 树,令起权值为wj。 II.在森林中选取两棵根结点权值最小的树作左右子树,构造一棵新的二叉树,置新二叉树根结点权值为其左右子树根结点权值之和。 III.在森林中删除这两棵树,同时将得到的二叉树加入森林中。 IV.重复上述两步,知道只含一棵树为止,这棵树即哈夫曼树。 对于haffman的创建算法,有以下几点说明: a)这里的Haffman树采用的是基于数组的带左右儿子结点及父结点下标作为

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