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篇一 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告實驗五
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告 實驗五
一.實驗內(nèi)容：
實現(xiàn)哈夫曼編碼的生成算法。
二.實驗目的：
1、使學生熟練掌握哈夫曼樹的生成算法。
2、熟練掌握哈夫曼編碼的方法。
三.問題描述：
已知n個字符在原文中出現(xiàn)的頻率，求它們的哈夫曼編碼。
1、讀入n個字符，以及字符的.權(quán)值，試建立一棵huffman樹。
2、根據(jù)生成的huffman樹，求每個字符的huffman編碼。并對給定的待編碼字符序列進行編碼，并輸出。
四.問題的實現(xiàn)
(1)郝夫曼樹的存儲表示
typedef struct{
unsigned int weight;
unsigned int parent,lchild,rchild;
}htnode,*huffmantree; //動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼樹
郝夫曼編碼的存儲表示
typedef char* *huffmancode;//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼編碼
(2)主要的實現(xiàn)思路：
a.首先定義郝夫曼樹的存儲形式，這里使用了數(shù)組
b.用select遍歷n個字符，找出權(quán)值最小的兩個
c.構(gòu)造郝夫曼樹ht，并求出n個字符的郝夫曼編碼hc
總結(jié)
1.基本上沒有什么太大的問題，在調(diào)用select這個函數(shù)時，想把權(quán)值最小的兩個結(jié)點的序號帶回huffmancoding，所以把那2個序號設(shè)置成了引用。
2.在編程過程中，在什么時候分配內(nèi)存，什么時候初始化花的時間比較長
3.最后基本上實現(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)結(jié)果仍然存在問題，經(jīng)過分步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)了特別低級的輸入錯誤。把ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;中的s2寫成了i
附：
//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼樹
typedef struct{
int weight; //字符的權(quán)值
int parent,lchild,rchild;
}htnode,*huffmantree;
//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼編碼
typedef char* *huffmancode;
//選擇n個(這里是k=n)節(jié)點中權(quán)值最小的兩個結(jié)點
void select(huffmantree &ht,int k,int &s1,int &s2)
{ int i;
i=1;
while(i<=k && ht[i].parent!=0)i++;
//下面選出權(quán)值最小的結(jié)點，用s1指向其序號
s1=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&ht[i].weight
}
//下面選出權(quán)值次小的結(jié)點，用s2指向其序號
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&i!=s1)break;
}
s2=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&i!=s1&&ht[i].weight
}
}
//構(gòu)造huffman樹，求出n個字符的編碼
void huffmancoding(huffmantree &ht,huffmancode &hc,int *w,int n)
{
int m,c,f,s1,s2,i,start;
char *cd;
if(n<=1)return;
m=2*n-1; //n個葉子n-1個結(jié)點
ht=(huffmantree)malloc((m+1)*sizeof(htnode)); //0號單元未用，預分配m+1個單元
huffmantree p=ht+1;
w++; //w的號單元也沒有值，所以從號單元開始
for(i=1;i<=n;i++,p++,w++)
{
p->;weight=*w;
p->;parent=p->;rchild=p->;lchild=0;
}
for(;i<=m;++i,++p)
{
p->;weight=p->;parent=p->;rchild=p->;lchild=0;
}
for(i=n+1;i<=m;i++)
{
select(ht,i-1,s1,s2); //選出當前權(quán)值最小的
ht[s1].parent=i;
ht[s2].parent=i;
ht[i].lchild=s1;
ht[i].rchild=s2;
ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;
}
//從葉子到根逆向求每個字符的郝夫曼編碼
hc=(huffmancode)malloc((n+1)*sizeof(char*)); //分配n個字符編碼的頭指針變量
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); //分配求編碼的工作空間
cd[n-1]='';//編碼結(jié)束符
for(i=1;i<=n;i++) //逐個字符求郝夫曼編碼
{
start=n-1; //編碼結(jié)束符位置
for(c=i,f=ht[i].parent;f!=0;c=f,f=ht[f].parent) //從葉子到根逆向求編碼
{
if(ht[f].lchild==c)cd[--start]='0';
else
cd[--start]='1';
}
hc[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); //為第i個字符編碼分配空間
strcpy(hc[i],&cd[start]);//從cd復制編碼到hc
}
free(cd); //釋放工作空間
}
void main
{ int n,i;
int* w; //記錄權(quán)值
char* ch; //記錄字符
huffmantree ht;
huffmancode hc;
cout<<'請輸入待編碼的字符個數(shù)n=';
cin>;>;n;
w=(int*)malloc((n+1)*sizeof(int)); //記錄權(quán)值，號單元未用
ch=(char*)malloc((n+1)*sizeof(char));//記錄字符，號單元未用
cout<<'依次輸入待編碼的字符data及其權(quán)值weight'<
for(i=1;i<=n;i++)
{
cout<<'data['<
}
篇二 北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告線性表
北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告線性表
實驗報告;課程名稱：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)班級：軟件工程實驗成績：;1206;實驗名稱：打印機隊列模擬學號：20124848批;程序的設(shè)計;實驗編號：實驗一姓名：實驗日期：2014年5月2;一、實驗目的;對隊列的理解;對stl中的queue的使用;實驗仿真一個網(wǎng)絡(luò)打印過程;二、實驗內(nèi)容與實驗步驟流程圖;這個任務(wù)隊列的測試使用stl隊列適配器;具體地說,每一行中包含的信息是
實 驗 報 告
課程名稱：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 班級：軟件工程實驗成績：
1206
實驗名稱：打印機隊列模擬學號：20124848 批閱教師簽字：
程序的設(shè)計
實驗編號：實驗一 姓名： 實驗日期：2014年5 月 24 日
一、實驗目的
對隊列的理解
對stl中的queue的使用
實驗仿真一個網(wǎng)絡(luò)打印過程
二、實驗內(nèi)容與實驗步驟流程圖
這個任務(wù)隊列的測試使用stl隊列適配器。程序要求完成模擬的實現(xiàn)共享打印機。這個打印機使用先進先出隊列。仿真是通過讀取和處理事件數(shù)據(jù)文件的列表。一個有效的數(shù)據(jù)文件中的每一行包含信息打印作業(yè)和提交這份工作的時間。
具體地說,每一行中包含的信息是提交工作的時間(以秒為單位),和在頁面的工作長及工作的計算機的名稱。在模擬的開始,每個這些事件的每一個應該被程序所讀，存儲在繼承工作負載隊列。程序應該通過循環(huán)遞增計數(shù)器或while-loop模擬時間的流逝。程序應該將計數(shù)器初始化為零,然后依次增加1秒。當模擬等于當前時間的打印作業(yè)的提交時間在工作隊列的前面，一個打印作業(yè)完成。當這一切發(fā)生的時候,從工作隊列取出這個事件,然后把它放在另一個隊列對象。這個隊列對象存儲已完成的打印作業(yè)。當程序仿真其他的打印工作的時候，這些工作在隊列等待。
win8，visual c++ 6.0
四、實驗過程與分析
(1)實驗主要函數(shù)及存儲結(jié)構(gòu)
main.cpp 包括主函數(shù)和主要的功能
simulator.h 仿真類的聲明
simulator.cpp 仿真類的定義
event.h 事件類的聲明
event.cpp - 事件類的定義
job.h 作業(yè)類的聲明
job.cpp 作業(yè)類的.定義
arbitrary.run 包括任意打印作業(yè)數(shù)的數(shù)據(jù)文件
arbitrary.out 輸出 arbitrary.run
bigfirst.run 包括打印較大作業(yè)的數(shù)據(jù)文件
bigfirst.out 輸出 bigfirst.run
(2)實驗代碼
#ifndef fifo_h //fifo.h
#define fifo_h
#include 'simulator.h'
class fifo:public simulator{
protected:
queue waiting;
priority_queue priority_waiting;
public:
fifo(int seconds_per_page);
void simulate(string file);
};
bool operator < (event evtleft,event evtright);
#endif
#include 'fifo.h' //fifo.cpp
#include
using namespace std;
fifo::fifo(int seconds_per_page):simulator(seconds_per_page){ }
void fifo::simulate(string file){
int finish_time = 0;
float agg_latency = 0;
int totaljob =0;
event evt;
if(file.find('arbitrary')!= string::npos){
string outfile ='arbitrary.out';
ofstream osf(outfile.c_str);
loadworkload(file);
osf<<'fifo simulation '<
for(int time =1;!waiting.empty||!workload.empty;time++){ while(!workload.empty && time ==
workload.front.arrival_time){
evt= workload.front;
osf<<' arriving: '<
workload.pop;
}
if(!waiting.empty && time >;= finish_time){
totaljob ++;
evt = waiting.front;
agg_latency += time - evt.arrival_time;
osf<<' servicing: '<
finish_time = time + evt.getjob.getnumpages * seconds_per_page;
}
}
osf<<' total job '<
osf<<' aggregate latency: '<
osf<<' mean latency : '<
return;
}
if(file.find('bigfirst') != string::npos){
string outfile = 'bigfirst.out';
ofstream osf(outfile.c_str);
loadworkload(file);
osf<<'fifo simulation '<
for(int time
=1;!priority_waiting.empty||!workload.empty;time++){
while(!workload.empty && time ==
workload.front.arrival_time){
evt= workload.front;
osf<<' arriving: '<
workload.pop;
}
if(!priority_waiting.empty && time >;= finish_time){
totaljob ++;
evt = priority_waiting.top;
agg_latency += time - evt.arrival_time;
osf<<' servicing: '<
finish_time = time + evt.getjob.getnumpages * seconds_per_page; }
}
osf<<' total job '<
osf<<' aggregate latency: '<
osf<<' mean latency : '<
return;
}
cerr<<'the program don't know what algorithm to use'<
cerr<<'you should specify the file name with arbitrary or bigfirst'<
bool operator < (event evtleft,event evtright){
return evtleft.getjob.getnumpages <
evtright.getjob.getnumpages;
}
五、實驗結(jié)果總結(jié)
經(jīng)測試，功能較為完整。代碼流程簡圖如下：
通過這次實驗，我了解了有關(guān)隊列方面的知識。掌握了隊列的邏輯結(jié)構(gòu)，抽象數(shù)據(jù)類型，隊列的存儲方式等。運用先進先出表，仿真了網(wǎng)絡(luò)打印隊列。這都使我對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習有了新的認識與幫助。在實驗過程中，我也遇到了許多困難，從開始時對隊列運算的不熟悉，到逐漸查找資料，從而完成了實驗;六、附錄;-《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》以及網(wǎng)上資料;
逐漸查找資料，從而完成了實驗。在今后的學習中，我將繼續(xù)努力，加強對堆棧，隊列等知識的學習，以達到精益求精。
六、附錄
-《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》以及網(wǎng)上資料
篇三 c數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
c數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(c語言版)實驗報告;專業(yè)：計算機科學與技術(shù)、軟件工程;學號:____201240703061_____;班級:_________軟件二班________;姓名:________朱海霞__________;指導教師:___劉遵仁_____________;青島大學信息工程學院;2013年10月;實驗1;實驗題目：順序存儲結(jié)構(gòu)線性表的插入和刪除;實驗目
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(c語言版) 實驗報告
專業(yè)：計算機科學與技術(shù)、軟件工程
學號:____201240703061___________________
班級:_________軟件二班______________
姓名:________朱海霞______________
指導教師:___劉遵仁________________
青島大學信息工程學院
2013年10月
實驗1
實驗題目：順序存儲結(jié)構(gòu)線性表的插入和刪除
實驗目的：
了解和掌握線性表的邏輯結(jié)構(gòu)和順序存儲結(jié)構(gòu)，掌握線性表的基本算法及相關(guān)的時間性能分析。
實驗要求：
建立一個數(shù)據(jù)域定義為整數(shù)類型的線性表，在表中允許有重復的數(shù)據(jù);根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，先找到相應的存儲單元，后刪除之。
實驗主要步驟：
1、分析、理解給出的示例程序。
2、調(diào)試程序，并設(shè)計輸入一組數(shù)據(jù)(3，-5，6，8，2，-5，4，7，-9)，測試程序的如下功能：根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，找到相應的存儲單元并刪除，顯示表中所有的數(shù)據(jù)。
程序代碼:
#include
#include
#define ok 1
#define error 0
#define overflow -2
#define list_init_size 100
#define listincrement 10
typedef struct{
int* elem;
int length;
int listsize;
}sqlist;
int initlist_sq(sqlist &l){
l.elem=(int*)malloc(list_init_size*sizeof(int));
if(!l.elem) return -1;
l.length=0;
l.listsize=list_init_size;
return ok;
}
int listinsert_sq(sqlist&l,int i,int e){
if(i<1||i>;l.length+1) return error;
if(l.length==l.listsize){
int *newbase;
newbase=(int*)realloc(l.elem,(l.listsize+listincrement)*sizeof(int));
if(!newbase) return -1;
l.elem=newbase;
l.listsize+=listincrement;
}
int *p,*q;
q=&(l.elem[i-1]);
for(p=&(l.elem[l.length-1]);p>;=q;--p)
*(p+1)=*p;
*q=e;
++l.length;
return ok;
}
int listdelete_sq(sqlist &l,int i,int e){
int *p,*q;
if(i<1||i>;l.length)return error;
p=&(l.elem[i-1]);
e=*p;
q=l.elem+l.length-1;
for(++p;p<=q;++p)
*(p-1)=*p;
--l.length;
return ok;
}
int main{
sqlist l;
initlist_sq(l);//初始化
int i,a[]={3,-5,6,8,2,-5,4,7,-9};
for(i=1;i<10;i++)
listinsert_sq(l,i,a[i-1]);
for(i=0;i<9;i++)
printf(' %d',l.elem[i]);
printf(' ');//插入9個數(shù)
listinsert_sq(l,3,24);
for(i=0;i<10;i++)
printf(' %d',l.elem[i]);
printf(' ');//插入一個數(shù)
int e;
listdelete_sq(l,2, e);
for(i=0;i<9;i++)
printf(' %d',l.elem[i]);//刪除一個數(shù)
printf(' ');
return 0;
}
實驗結(jié)果：
3，-5,6,8,2，-5,4,7，-9
3，-5,24,6,8,2，-5,4,7，-9
3,24,6,8,2，-5,4,7，-9
心得體會：
順序存儲結(jié)構(gòu)是一種隨機存取結(jié)構(gòu)，存取任何元素的時間是一個常數(shù)，速度快;結(jié)構(gòu)簡單，邏輯上相鄰的元素在物理上也相鄰;不使用指針，節(jié)省存儲空間;但是插入和刪除元素需要移動大量元素，消耗大量時間;需要一個連續(xù)的存儲空間;插入元素可能發(fā)生溢出;自由區(qū)中的存儲空間不能被其他數(shù)據(jù)共享 實驗2
實驗題目：單鏈表的插入和刪除
實驗目的：
了解和掌握線性表的邏輯結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，掌握單鏈表的基本算法及相關(guān)的時間性能分析。
實驗要求：
建立一個數(shù)據(jù)域定義為字符類型的單鏈表，在鏈表中不允許有重復的字符;根據(jù)輸入的字符，先找到相應的結(jié)點，后刪除之。
實驗主要步驟：
3、分析、理解給出的示例程序。
4、調(diào)試程序，并設(shè)計輸入數(shù)據(jù)(如：a，c，e，f，h，j，q，m)，測試程序的如下功能：不允許重復字符的插入;根據(jù)輸入的字符，找到相應的結(jié)點并刪除。
5、修改程序：
(1) 增加插入結(jié)點的功能。
(2) 建立鏈表的方法有“前插”、“后插”法。
程序代碼:
#include
#include
#define null 0
#define ok 1
#define error 0
typedef struct lnode{
int data;
struct lnode *next;
}lnode,*linklist;
int initlist_l(linklist &l){
l=(linklist)malloc(sizeof(lnode)); l->;next=null;
return ok;
}
int listinsert_l(linklist &l,int i,int e){ linklist p,s;
int j;
p=l;j=0;
while(p&&j
p=p->;next;++j;
}
if(!p||j>;i-1)
return error;
s=(linklist)malloc(sizeof(lnode)); s->;data=e;
s->;next=p->;next;
p->;next=s;
return ok;
}
int listdelete_l(linklist&l,int i,int &e){ linklist p,q;
int j;
p=l;j=0;
while(p->;next&&j
p=p->;next;++j;
}
if(!(p->;next)||j
return error;
q=p->;next;p->;next=q->;next; e=q->;data;free(q);
return ok;
}
int main{
linklist l,p;
char a[8]={'a','c','e','f','h','j','q','u'}; int i,j;
initlist_l(l);
for(i=1,j=0;i<=8,j<8;i++,j++) listinsert_l(l,i,a[j]);
p=l->;next;
while(p!=null){
printf('%c ',p->;data); p=p->;next;
}//插入八個字符printf(' ;實驗結(jié)果：;acefhjqu;abcefhjqu;abefhjqu;心得體會：;單鏈表是通過掃描指針p進行單鏈表的操作;頭指針唯;實驗3;實驗題目：棧操作設(shè)計和實現(xiàn);實驗目的：;1、掌握棧的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，以便在實;2、掌握棧的特點，即后進先出和先進先出的原則;3、掌握棧的'基本運算，如：入棧與出棧
}
}//插入八個字符 printf(' '); i=2; int e; listinsert_l(l,i,'b'); p=l->;next; while(p!=null){ printf('%c ',p->;data); p=p->;next; }//插入一個字符 printf(' '); i=3; listdelete_l(l,i,e); p=l->;next; while(p!=null){ printf('%c ',p->;data); p=p->;next; } printf(' '); return 0;
實驗結(jié)果：
a c e f h j q u
a b c e f h j q u
a b e f h j q u
心得體會：
單鏈表是通過掃描指針p進行單鏈表的操作;頭指針唯一標識點鏈表的存在;插入和刪除元素快捷，方便。
實驗3
實驗題目：棧操作設(shè)計和實現(xiàn)
實驗目的：
1、掌握棧的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，以便在實際中靈活應用。
2、掌握棧的特點，即后進先出和先進先出的原則。
3、掌握棧的基本運算，如：入棧與出棧等運算在順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)上的實現(xiàn)。
實驗要求：
回文判斷：對于一個從鍵盤輸入的字符串，判斷其是否為回文?；匚募凑葱蛳嗤Ｈ?/p>
“abba”是回文，而“abab”不是回文。
實驗主要步驟
(1)數(shù)據(jù)從鍵盤讀入;
(2)輸出要判斷的字符串;
(3)利用棧的基本操作對給定的字符串判斷其是否是回文，若是則輸出“yes”，否則輸出“no”。
程序代碼:
#include
#include
#define true 1
#define false 0
#define ok 1
#define error 0
#define overflow -2
#define n 100
#define stack_init_size 100
#define stackincrement 10
typedef struct{
int *base; // 在棧構(gòu)造之前和銷毀之后，base的值為null int *top; // 棧頂指針
int stacksize; // 當前已分配的存儲空間，以元素為單位
} sqstack;
int initstack(sqstack &s)
{ // 構(gòu)造一個空棧s
if(!(s.base=(int *)malloc(stack_init_size*sizeof(int))))
exit(overflow); // 存儲分配失敗
s.top=s.base;
s.stacksize=stack_init_size;
return ok;
}
int stackempty(sqstack s)
{ // 若棧s為空棧，則返回true，否則返回false
if(s.top==s.base)
return true;
else
return false;
}
int push(sqstack &s, int e)
{ // 插入元素e為新的棧頂元素
if(s.top-s.base>;=s.stacksize) // 棧滿，追加存儲空間
{
s.base=(int *)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrement)*sizeof(int)); if(!s.base)
exit(overflow); // 存儲分配失敗
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=stackincrement;
}
*(s.top)++=e;
return ok;
}
int pop(sqstack &s,int &e)
{ // 若棧不空，則刪除s的棧頂元素，用e返回其值，并返回ok;否則返回error if(s.top==s.base)
return error;
e=*--s.top;
return ok;
}
int main{
sqstack s;
int i,e,j,k=1;
char ch[n] = {0},*p,b[n] = {0};
if(initstack(s)) // 初始化棧成功
{
printf('請輸入表達式: ');
gets(ch);
p=ch;
while(*p) // 沒到串尾
push(s,*p++);
for(i=0;i
if(!stackempty(s)) {// 棧不空
pop(s,e); // 彈出棧頂元素
b[i]=e;
}
}
for(i=0;i
if(ch[i]!=b[i])
k=0;
}
if(k==0)
printf('no!');
else
printf('輸出:')
printf('yes!');
}
return 0;
}
實驗結(jié)果：
請輸入表達式：
abcba
輸出：yes!
心得體會：棧是僅能在表尾驚醒插入和刪除操作的線性表，具有先進后出的性質(zhì)，這個固有性質(zhì)使棧成為程序設(shè)計中的有用工具。
實驗4
實驗題目：二叉樹操作設(shè)計和實現(xiàn)
實驗目的：
掌握二叉樹的定義、性質(zhì)及存儲方式，各種遍歷算法。
實驗要求：
采用二叉樹鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)，完成二叉樹的建立，先序、中序和后序以及按層次遍歷的操作，求所有葉子及結(jié)點總數(shù)的操作。
實驗主要步驟：
1、分析、理解程序。
2、調(diào)試程序，設(shè)計一棵二叉樹，輸入完全二叉樹的先序序列，用#代表虛結(jié)點(空指針)，如abd###ce##f##，建立二叉樹，求出先序、中序和后序以及按層次遍歷序列，求所有葉子及結(jié)點總數(shù)。
程序代碼:
實驗結(jié)果：
心得體會：
實驗5
實驗題目：圖的遍歷操作
實驗目的：
掌握有向圖和無向圖的概念;掌握鄰接矩陣和鄰接鏈表建立圖的存儲結(jié)構(gòu);掌握dfs及bfs對圖的遍歷操作;了解圖結(jié)構(gòu)在人工智能、工程等領(lǐng)域的廣泛應用。
實驗要求：
采用鄰接矩陣和鄰接鏈表作為圖的存儲結(jié)構(gòu)，完成有向圖和無向圖的dfs和bfs操作。
實驗主要步驟：
設(shè)計一個有向圖和一個無向圖，任選一種存儲結(jié)構(gòu)，完成有向圖和無向圖的dfs(深度優(yōu)先遍歷)和bfs(廣度優(yōu)先遍歷)的操作。
1. 鄰接矩陣作為存儲結(jié)構(gòu)
#include'stdio.h'
#include'stdlib.h'
#define maxvertexnum 100 //定義最大頂點數(shù)
typedef struct{
char vexs[maxvertexnum]; //頂點表
int edges[maxvertexnum][maxvertexnum]; //鄰接矩陣，可看作邊表 int n,e; //圖中的頂點數(shù)n和邊數(shù)e
}mgraph; //用鄰接矩陣表示的圖的類型
//=========建立鄰接矩陣=======
void creatmgraph(mgraph *g)
{
int i,j,k;
char a;
printf('input vertexnum(n) and edgesnum(e): ');
scanf('%d,%d',&g->;n,&g->;e); //輸入頂點數(shù)和邊數(shù)
scanf('%c',&a);
printf('input vertex string:');
for(i=0;in;i++)
{
scanf('%c',&a);
g->;vexs[i]=a; //讀入頂點信息，建立頂點表
}
for(i=0;in;i++)
for(j=0;jn;j++)
g->;edges[i][j]=0; //初始化鄰接矩陣
printf('input edges,creat adjacency matrix ');
for(k=0;ke;k++) { //讀入e條邊，建立鄰接矩陣
scanf('%d%d',&i,&j); //輸入邊(vi，vj)的頂點序號
g->;edges[i][j]=1;;g->;edges[j][i]=1;//若為;//=========定義標志向量，為全局變量=;typedefenum{false,true}b;booleanvisited[maxvertex;//========dfs：深度優(yōu)先遍歷的遞歸算;voiddfsm(mgraph*g,inti);{//以vi為出發(fā)點
g->;edges[i][j]=1;
g->;edges[j][i]=1; //若為無向圖，矩陣為對稱矩陣;若建立有向圖，去掉該條語句 }
}
//=========定義標志向量，為全局變量=======
typedef enum{false,true} boolean;
boolean visited[maxvertexnum];
//========dfs：深度優(yōu)先遍歷的遞歸算法======
void dfsm(mgraph *g,int i)
{ //以vi為出發(fā)點對鄰接矩陣表示的圖g進行dfs搜索，鄰接矩陣是0，1矩陣
給出你的編碼
//===========bfs：廣度優(yōu)先遍歷=======
void bfs(mgraph *g,int k)
{ //以vk為源點對用鄰接矩陣表示的圖g進行廣度優(yōu)先搜索
給出你的編碼
//==========主程序main =====
void main
{
int i;
mgraph *g;
g=(mgraph *)malloc(sizeof(mgraph)); //為圖g申請內(nèi)存空間
creatmgraph(g); //建立鄰接矩陣
printf('print graph dfs: ');
dfs(g); //深度優(yōu)先遍歷
printf(' ');
printf('print graph bfs: ');
bfs(g,3); //以序號為3的頂點開始廣度優(yōu)先遍歷
printf(' ');
}
2. 鄰接鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)
#include'stdio.h'
#include'stdlib.h'
#define maxvertexnum 50 //定義最大頂點數(shù)
typedef struct node{ //邊表結(jié)點
int adjvex; //鄰接點域
struct node *next; //鏈域
}edgenode;
typedef struct vnode{ //頂點表結(jié)點
char vertex; //頂點域
edgenode *firstedge; //邊表頭指針
}vertexnode;
typedef vertexnode adjlist[maxvertexnum]; //adjlist是鄰接表類型 typedef struct {
adjlist adjlist; //鄰接表
int n,e; //圖中當前頂點數(shù)和邊數(shù)
} algraph; //圖類型
//=========建立圖的鄰接表=======
void creatalgraph(algraph *g)
{
int i,j,k;
char a;
edgenode *s; //定義邊表結(jié)點
printf('input vertexnum(n) and edgesnum(e): ');
scanf('%d,%d',&g->;n,&g->;e); //讀入頂點數(shù)和邊數(shù)
scanf('%c',&a);
printf('input vertex string:');
for(i=0;in;i++) //建立邊表
{
scanf('%c',&a);
g->;adjlist[i].vertex=a; //讀入頂點信息
g->;adjlist[i].firstedge=null; //邊表置為空表
}
printf('input edges,creat adjacency list ');
for(k=0;ke;k++) { //建立邊表
scanf('%d%d',&i,&j); //讀入邊(vi，vj)的頂點對序號
s=(edgenode *)malloc(sizeof(edgenode)); //生成邊表結(jié)點
s->;adjvex=j; //鄰接點序號為j
s->;next=g->;adjlist[i].firstedge;
g->;adjlist[i].firstedge=s; //將新結(jié)點*s插入頂點vi的邊表頭部
s=(edgenode *)malloc(sizeof(edgenode));
s->;adjvex=i; //鄰接點序號為i
s->;next=g->;adjlist[j].firstedge;
g->;adjlist[j].firstedge=s; //將新結(jié)點*s插入頂點vj的邊表頭部
}
}
//=========定義標志向量，為全局變量=======
typedef enum{false,true} boolean;
boolean visited[maxvertexnum];
//========dfs：深度優(yōu)先遍歷的遞歸算法======
void dfsm(algraph *g,int i)
{ //以vi為出發(fā)點對鄰接鏈表表示的圖g進行dfs搜索
給出你的編碼
//==========bfs：廣度優(yōu)先遍歷=========
void bfs(algraph *g,int k)
{ //以vk為源點對用鄰接鏈表表示的圖g進行廣度優(yōu)先搜索
給出你的編碼
//==========主函數(shù)===========
void main
{
int i;
algraph *g;
g=(algraph *)malloc(sizeof(algraph));
creatalgraph(g);
printf('print graph dfs: ');
dfs(g);
printf(' ');
printf('print graph bfs: ');
bfs(g,3);
printf(' ');
}
實驗結(jié)果：
1. 鄰接矩陣作為存儲結(jié)構(gòu)
2. 鄰接鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)
心得體會：
實驗6
實驗題目：二分查找算法的實現(xiàn)
實驗目的：
掌握二分查找法的工作原理及應用過程，利用其工作原理完成實驗題目中的內(nèi)容。。
實驗要求：
編寫程序構(gòu)造一個有序表l，從鍵盤接收一個關(guān)鍵字key，用二分查找法在l中查找key，若找到則提示查找成功并輸出key所在的位置，否則提示沒有找到信息。。
實驗主要步驟：
1. 建立的初始查找表可以是無序的，如測試的數(shù)據(jù)為{3，7，11，15，17，21，35，42，50｝或者{11，21，7，3，15，50，42，35，17｝。
2. 給出算法的遞歸和非遞歸代碼;
3. 如何利用二分查找算法在一個有序表中插入一個元素x，并保持表的有序性?
程序代碼
實驗結(jié)果：
心得體會：
實驗7
實驗題目：排序
實驗目的：
掌握各種排序方法的基本思想、排序過程、算法實現(xiàn)，能進行時間和空間性能的分析，根據(jù)實際問題的特點和要求選擇合適的排序方法。
實驗要求：
實現(xiàn)直接排序、冒泡、直接選擇、快速、堆、歸并排序算法。比較各種算法的運行速度。
實驗主要步驟：
程序代碼
實驗結(jié)果：
心得體會：
篇四 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告1
一.實驗內(nèi)容：
實現(xiàn)哈夫曼編碼的生成算法。
二.實驗目的：
1、使學生熟練掌握哈夫曼樹的生成算法。
2、熟練掌握哈夫曼編碼的方法。
三.問題描述：
已知n個字符在原文中出現(xiàn)的頻率，求它們的哈夫曼編碼。
1、讀入n個字符，以及字符的權(quán)值，試建立一棵huffman樹。
2、根據(jù)生成的huffman樹，求每個字符的huffman編碼。并對給定的待編碼字符序列進行編碼，并輸出。
四.問題的實現(xiàn)
(1)郝夫曼樹的存儲表示
typedef struct{
unsigned int weight;
unsigned int parent,lchild,rchild;
}htnode,*huffmantree; //動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼樹
郝夫曼編碼的存儲表示
typedef char* *huffmancode;//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼編碼
(2)主要的實現(xiàn)思路：
a.首先定義郝夫曼樹的存儲形式，這里使用了數(shù)組
b.用select遍歷n個字符，找出權(quán)值最小的兩個
c.構(gòu)造郝夫曼樹ht，并求出n個字符的郝夫曼編碼hc
總結(jié)
1.基本上沒有什么太大的問題，在調(diào)用select這個函數(shù)時，想把權(quán)值最小的兩個結(jié)點的序號帶回huffmancoding，所以把那2個序號設(shè)置成了引用。
2.在編程過程中，在什么時候分配內(nèi)存，什么時候初始化花的時間比較長
3.最后基本上實現(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)結(jié)果仍然存在問題，經(jīng)過分步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)了特別低級的輸入錯誤。把ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;中的s2寫成了i
附：
//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼樹
typedef struct{
int weight; //字符的.權(quán)值
int parent,lchild,rchild;
}htnode,*huffmantree;
//動態(tài)分配數(shù)組存儲郝夫曼編碼
typedef char* *huffmancode;
//選擇n個(這里是k=n)節(jié)點中權(quán)值最小的兩個結(jié)點
void select(huffmantree &ht,int k,int &s1,int &s2)
{ int i;
i=1;
while(i<=k && ht[i].parent!=0)i++;
//下面選出權(quán)值最小的結(jié)點，用s1指向其序號
s1=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&ht[i].weight
}
//下面選出權(quán)值次小的結(jié)點，用s2指向其序號
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&i!=s1)break;
}
s2=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(ht[i].parent==0&&i!=s1&&ht[i].weight
}
}
//構(gòu)造huffman樹，求出n個字符的編碼
void huffmancoding(huffmantree &ht,huffmancode &hc,int *w,int n)
{
int m,c,f,s1,s2,i,start;
char *cd;
if(n<=1)return;
m=2*n-1; //n個葉子n-1個結(jié)點
ht=(huffmantree)malloc((m+1)*sizeof(htnode)); //0號單元未用，預分配m+1個單元
huffmantree p=ht+1;
w++; //w的號單元也沒有值，所以從號單元開始
for(i=1;i<=n;i++,p++,w++)
{
p->weight=*w;
p->parent=p->rchild=p->lchild=0;
}
for(;i<=m;++i,++p)
{
p->weight=p->parent=p->rchild=p->lchild=0;
}
for(i=n+1;i<=m;i++)
{
select(ht,i-1,s1,s2); //選出當前權(quán)值最小的
ht[s1].parent=i;
ht[s2].parent=i;
ht[i].lchild=s1;
ht[i].rchild=s2;
ht[i].weight=ht[s1].weight+ht[s2].weight;
}
//從葉子到根逆向求每個字符的郝夫曼編碼
hc=(huffmancode)malloc((n+1)*sizeof(char*)); //分配n個字符編碼的頭指針變量
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); //分配求編碼的工作空間
cd[n-1]='';//編碼結(jié)束符
for(i=1;i<=n;i++) //逐個字符求郝夫曼編碼
{
start=n-1; //編碼結(jié)束符位置
for(c=i,f=ht[i].parent;f!=0;c=f,f=ht[f].parent) //從葉子到根逆向求編碼
{
if(ht[f].lchild==c)cd[--start]='0';
else
cd[--start]='1';
}
hc[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); //為第i個字符編碼分配空間
strcpy(hc[i],&cd[start]);//從cd復制編碼到hc
}
free(cd); //釋放工作空間
}
void main
{ int n,i;
int* w; //記錄權(quán)值
char* ch; //記錄字符
huffmantree ht;
huffmancode hc;
cout<<'請輸入待編碼的字符個數(shù)n=';
cin>>n;
w=(int*)malloc((n+1)*sizeof(int)); //記錄權(quán)值，號單元未用
ch=(char*)malloc((n+1)*sizeof(char));//記錄字符，號單元未用
cout<<'依次輸入待編碼的字符data及其權(quán)值weight'<
for(i=1;i<=n;i++)
{
cout<<'data['<
}
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告2
一、實驗目的及要求
1)掌握棧和隊列這兩種特殊的線性表，熟悉它們的特性，在實際問題背景下靈活運用它們。
本實驗訓練的要點是“棧”和“隊列”的觀點;
二、實驗內(nèi)容
1) 利用棧，實現(xiàn)數(shù)制轉(zhuǎn)換。
2) 利用棧，實現(xiàn)任一個表達式中的語法檢查(選做)。
3) 編程實現(xiàn)隊列在兩種存儲結(jié)構(gòu)中的基本操作(隊列的初始化、判隊列空、入隊列、出隊列);
三、實驗流程、操作步驟或核心代碼、算法片段
順序棧：
status initstack(sqstack &s)
{
s.base=(elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(elemtype));
if(!s.base)
return error;
s.top=s.base;
s.stacksize=stack_init_size;
return ok;
}
status destorystack(sqstack &s)
{
free(s.base);
return ok;
}
status clearstack(sqstack &s)
{
s.top=s.base;
return ok;
}
status stackempty(sqstack s)
{
if(s.base==s.top)
return ok;
return error;
}
int stacklength(sqstack s)
{
return s.top-s.base;
}
status gettop(sqstack s,elemtype &e)
{
if(s.top-s.base>=s.stacksize)
{
s.base=(elemtype *)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrement)*sizeof(elemtype));
if(!s.base) return error;
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=stackincrement;
}
*s.top++=e;
return ok;
}
status push(sqstack &s,elemtype e)
{
if(s.top-s.base>=s.stacksize)
{
s.base=(elemtype *)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrement)*sizeof(elemtype));
if(!s.base)
return error;
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=stackincrement;
}
*s.top++=e;
return ok;
}
status pop(sqstack &s,elemtype &e)
{
if(s.top==s.base)
return error;
e=*--s.top;
return ok;
}
status stacktraverse(sqstack s)
{
elemtype *p;
p=(elemtype *)malloc(sizeof(elemtype));
if(!p) return error;
p=s.top;
while(p!=s.base)//s.top上面一個...
{
p--;
printf('%d ',*p);
}
return ok;
}
status compare(sqstack &s)
{
int flag,ture=ok,false=error;
elemtype e,x;
initstack(s);
flag=ok;
printf('請輸入要進?；虺鰲５脑兀?);
while((x= getchar)!='#'&&flag)
{
switch (x)
{
case '(':
case '[':
case '{':
if(push(s,x)==ok)
printf('括號匹配成功! ');
break;
case ')':
if(pop(s,e)==error || e!='(')
{
printf('沒有滿足條件 ');
flag=false;
}
break;
case ']':
if ( pop(s,e)==error || e!='[')
flag=false;
break;
case '}':
if ( pop(s,e)==error || e!='{')
flag=false;
break;
}
}
if (flag && x=='#' && stackempty(s))
return ok;
else
return error;
}
鏈隊列：
status initqueue(linkqueue &q)
{
q.front =q.rear=
(queueptr)malloc(sizeof(qnode));
if (!q.front) return error;
q.front->next = null;
return ok;
}
status destoryqueue(linkqueue &q)
{
while(q.front)
{
q.rear=q.front->next;
free(q.front);
q.front=q.rear;
}
return ok;
}
status queueempty(linkqueue &q)
{
if(q.front->next==null)
return ok;
return error;
}
status queuelength(linkqueue q)
{
int i=0;
queueptr p,q;
p=q.front;
while(p->next)
{
i++;
p=q.front;
q=p->next;
p=q;
}
return i;
}
status gethead(linkqueue q,elemtype &e)
{
queueptr p;
p=q.front->next;
if(!p)
return error;
e=p->data;
return e;
}
status clearqueue(linkqueue &q)
{
queueptr p;
while(q.front->next )
{
p=q.front->next;
free(q.front);
q.front=p;
}
q.front->next=null;
q.rear->next=null;
return ok;
}
status enqueue(linkqueue &q,elemtype e)
{
queueptr p;
p=(queueptr)malloc(sizeof (qnode));
if(!p)
return error;
p->data=e;
p->next=null;
q.rear->next = p;
q.rear=p; //p->next 為空
return ok;
}
status dequeue(linkqueue &q,elemtype &e)
{
queueptr p;
if (q.front == q.rear)
return error;
p = q.front->next;
e = p->data;
q.front->next = p->next;
if (q.rear == p)
q.rear = q.front; //只有一個元素時(不存在指向尾指針)
free (p);
return ok;
}
status queuetraverse(linkqueue q)
{
queueptr p,q;
if( queueempty(q)==ok)
{
printf('這是一個空隊列! ');
return error;
}
p=q.front->next;
while(p)
{
q=p;
printf('%d<- ',q->data);
q=p->next;
p=q;
}
return ok;
}
循環(huán)隊列：
status initqueue(sqqueue &q)
{
q.base=(qelemtype*)malloc(maxqsize*sizeof(qelemtype));
if(!q.base)
exit(owerflow);
q.front=q.rear=0;
return ok;
}
status enqueue(sqqueue &q,qelemtype e)
{
if((q.rear+1)%maxqsize==q.front)
return error;
q.base[q.rear]=e;
q.rear=(q.rear+1)%maxqsize;
return ok;
}
status dequeue(sqqueue &q,qelemtype &e)
{
if(q.front==q.rear)
return error;
e=q.base[q.front];
q.front=(q.front+1)%maxqsize;
return ok;
}
int queuelength(sqqueue q)
{
return(q.rear-q.front+maxqsize)%maxqsize;
}
status destoryqueue(sqqueue &q)
{
free(q.base);
return ok;
}
status queueempty(sqqueue q) //判空
{
if(q.front ==q.rear)
return ok;
return error;
}
status queuetraverse(sqqueue q)
{
if(q.front==q.rear)
printf('這是一個空隊列!');
while(q.front%maxqsize!=q.rear)
{
printf('%d<- ',q.base[q.front]);
q.front++;
}
return ok;
}
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告3
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》實驗報告
專業(yè) 班級 姓名 學號
實驗項目
實驗一 二叉樹的應用
實驗目的
1、進一步掌握指針變量的含義及應用。
2、掌握二叉樹的結(jié)構(gòu)特征，以及各種存儲結(jié)構(gòu)的特點及使用范圍。
3、掌握用指針類型描述、訪問和處理二叉樹的運算。
實驗內(nèi)容
題目1:編寫一個程序，采用一棵二叉樹表示一個家譜關(guān)系。要求程序具有如下功能：
（1）用括號表示法輸出家譜二叉樹，
（2）查找某人的所有兒子，
（3）查找某人的所有祖先。
算法設(shè)計分析
（一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義
為了能夠用二叉樹表示配偶、子女、兄弟三種關(guān)系，特采用以下存儲關(guān)系，則能在二叉樹上實現(xiàn)家譜的各項運算。
二叉樹型存儲結(jié)構(gòu)定義為：
typedef struct snode
{char name[max]; //人名
struct snode *left;//指向配偶結(jié)點
struct snode *right; //指向兄弟或子女結(jié)點
}fnode;
（二）總體設(shè)計
實驗由主函數(shù)、家譜建立函數(shù)、家譜輸出函數(shù)、兒子查找函數(shù)、祖先查找函數(shù)、結(jié)點定位函數(shù)、選擇界面函數(shù)七個函數(shù)共同組成。其功能描述如下：
（1）主函數(shù)：統(tǒng)籌調(diào)用各個函數(shù)以實現(xiàn)相應功能
void main
（2）家譜建立函數(shù)：與用戶交互建立家族成員對應關(guān)系
void initialfamily(fnode *&head) //家譜建立函數(shù)
（3）家譜輸出函數(shù)：用括號表示法輸出家譜
輸出形式為：父和母（子1和子妻1（孫1），子2和子妻2（孫2））
void printfamily(fnode *head) //家譜輸出函數(shù)
（4）兒子查找函數(shù)：在家譜中查找到某人所有的子女并輸出，同時也能辨別出其是否為家族成員與是否有子女
void findson(fnode *b,char p[]) //兒子查找函數(shù)
（5）祖先查找函數(shù)：在家譜中查找到某人所有的祖先并輸出，同時也能辨別出其是否為家族中成員。
int findancestor(fnode *head,char son[ ]) //祖先查找函數(shù)
（6）結(jié)點定位函數(shù)：在家譜中找到用戶輸入人名所對應的結(jié)點。
fnode *findnode(fnode *b,char p[]) //結(jié)點定位函數(shù)
（7）選擇界面函數(shù)：為便于編寫程序，將用戶選擇部分獨立為此函數(shù)。
void print(int &n)
（三）各函數(shù)的詳細設(shè)計：
void initialfamily(fnode *&head) //家譜建立函數(shù)
1：首先建立當前人的信息，將其左右結(jié)點置為空，
2：然后讓用戶確定其是否有配偶，如果沒有配偶，則當前程序結(jié)束，
3：如果有則建立其配偶信息，并將配偶結(jié)點賦給當前人的左結(jié)點；
4：再讓用戶確定其是否有子女，如果有則遞歸調(diào)用家譜建立函數(shù)建立子女結(jié)點，并將其賦給配偶結(jié)點的下一個右結(jié)點。
5：如無，則程序結(jié)束
void printfamily(fnode *head) //家譜輸出函數(shù)
1：首先判斷當前結(jié)點是否為空，如果為空則結(jié)束程序；
2：如果不為空，則輸出當前結(jié)點信息，
3：然后判斷其左結(jié)點（配偶結(jié)點）是否為空，如不為空則輸出“和配偶信息。
4：再判斷配偶結(jié)點的右結(jié)點是否為空，如不為空則遞歸調(diào)用輸出其子女信息，最后輸出“）”；
5：當配偶結(jié)點為空時，則判斷其右結(jié)點（兄弟結(jié)點）是否為空
6：如果不為空，則輸出“，”，并遞歸調(diào)用輸出兄弟信息
7程序結(jié)束
fnode *findnode(fnode *b,char p[]) //結(jié)點定位函數(shù)
1：當前結(jié)點是否為空，為空則返回空；
2：如果和查找信息相同，則返回當前結(jié)點；
3：如不然，則先后遞歸訪問其左結(jié)點，再不是則遞歸訪問右結(jié)點
void findson(fnode *b,char p[]) //兒子查找函數(shù)
1：在家譜中定位到要查找的結(jié)點，如無則輸出“查找不到此人”
2：判斷其配偶結(jié)點與子女結(jié)點是否為空，為空則輸出“無子女”
3：不為空則輸出其配偶結(jié)點的所有右結(jié)點（子女結(jié)點）。
int findancestor(fnode *head,char son[ ]) //祖先查找函數(shù)
1：先在家譜中定位到要查找的結(jié)點，如為空輸出“不存在此人”，程序結(jié)束
2：先將父母結(jié)點入棧，當棧為空時程序結(jié)束，
3：棧不為空時，判斷棧頂元素是否已訪問過，
4：訪問過，再判斷是否為查找結(jié)點，如是則輸出棧中保存的其祖先結(jié)點，并濾過其兄弟結(jié)點不輸出；不是查找結(jié)點，則退棧一個元素
5：未訪問過，則取當前棧頂元素，置訪問標志——1，同時取其右結(jié)點
6：棧不為空或當前所取結(jié)點不為空時，轉(zhuǎn)到2；
實驗測試結(jié)果及結(jié)果分析
（一）測試結(jié)果
（二）結(jié)果分析
（略）
實驗總結(jié)
（略）
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
篇五 北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
北京郵電大學信息與通信工程學院
2009級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告
實驗名稱： 實驗三哈夫曼編/解碼器的實現(xiàn)
學生姓名：陳聰捷
日 期： 2010年11月28日
1.實驗要求
一、實驗目的：
了解哈夫曼樹的思想和相關(guān)概念;
二、實驗內(nèi)容：
利用二叉樹結(jié)構(gòu)實現(xiàn)哈夫曼編/解碼器
1.初始化：能夠?qū)斎氲娜我忾L度的字符串s進行統(tǒng)計，統(tǒng)計每個字符的頻度，并建立哈夫曼樹。
2.建立編碼表：利用已經(jīng)建好的哈夫曼樹進行編碼，并將每個字符的編碼輸出。
3.編碼：根據(jù)編碼表對輸入的字符串進行編碼，并將編碼后的字符串輸出。
4.譯碼：利用已經(jīng)建好的哈夫曼樹對編碼后的字符串進行譯碼，并輸出譯碼結(jié)果。
5.打印：以直觀的方式打印哈夫曼樹。
6.計算輸入的字符串編碼前和編碼后的長度，并進行分析，討論哈夫曼編碼的壓縮效果。
7.用戶界面可以設(shè)計成“菜單”方式，能進行交互，根據(jù)輸入的字符串中每個字符出現(xiàn)的次數(shù)統(tǒng)計頻度，對沒有出現(xiàn)的字符一律不用編碼。
2. 程序分析
2.1 存儲結(jié)構(gòu)
二叉樹
template
class bitree
{
public:
bitree; //構(gòu)造函數(shù)，其前序序列由鍵盤輸入
~bitree(void); //析構(gòu)函數(shù)
binode* getroot; //獲得指向根結(jié)點的指針
protected:
binode *root; //指向根結(jié)點的頭指針
};
//聲明類bitree及定義結(jié)構(gòu)binode
data：
二叉樹是由一個根結(jié)點和兩棵互不相交的左右子樹構(gòu)成
哈夫曼樹類的數(shù)據(jù)域，繼承節(jié)點類型為int的二叉樹 class huffmantree:public bitree
data:
hcode* hcodetable;//編碼表
int tsize; //編碼表中的總字符數(shù)
二叉樹的節(jié)點結(jié)構(gòu)
template
struct binode //二叉樹的結(jié)點結(jié)構(gòu) {
t data; //記錄數(shù)據(jù)
t lchild; //左孩子
t rchild; //右孩子
t parent; //雙親
};
編碼表的節(jié)點結(jié)構(gòu)
struct hcode
{
char data; //編碼表中的字符
char code[100]; //該字符對應的編碼
};
待編碼字符串由鍵盤輸入，輸入時用鏈表存儲，鏈表節(jié)點為 struct node
{
char character; //輸入的字符
unsigned int count;//該字符的權(quán)值
bool used; //建立樹的時候該字符是否使用過
node* next; //保存下一個節(jié)點的地址
};
示意圖：
2.2 關(guān)鍵算法分析
1.初始化函數(shù)(void huffmantree::init(string input))
算法偽代碼：
1.初始化鏈表的頭結(jié)點
2.獲得輸入字符串的第一個字符，并將其插入到鏈表尾部,n=1(n記錄的是鏈表
中字符的個數(shù))
3.從字符串第2個字符開始，逐個取出字符串中的字符
3.1 將當前取出的字符與鏈表中已經(jīng)存在的字符逐個比較，如果當前取出
的字符與鏈表中已經(jīng)存在的某個字符相同，則鏈表中該字符的權(quán)值加1。
3.2 如果當前取出的字符與鏈表中已經(jīng)存在的字符都不相同，則將其加入
到鏈表尾部，同時n++
4.tsize=n(tsize記錄鏈表中字符總數(shù)，即哈夫曼樹中葉子節(jié)點總數(shù))
5.創(chuàng)建哈夫曼樹
6.銷毀鏈表
源代碼：
void huffmantree::init(string input)
{
node *front=new node; //初始化鏈表的頭結(jié)點
if(!front)
throw exception('堆空間用盡');
front->;next=null;
front->;character=null;
front->;count=0;
node *pfront=front;
char ch=input[0]; //獲得第一個字符
node* new1=new node;
if(!new1)
throw exception('堆空間用盡');
new1->;character=ch; //將第一個字符插入鏈表
new1->;count=1;
new1->;next=pfront->;next;
pfront->;next=new1;
bool replace=0; //判斷在已經(jīng)寫入鏈表的字符中是否有與當前讀出的字符相同的字符 int n=1; //統(tǒng)計鏈表中字符個數(shù)
for(int i=1;i
{
ch=input[i]; //獲得第i個字符
do
{
pfront=pfront->;next;
if((int)pfront->;character == (int)ch) //如果在鏈表中有與當前字符相同的字符，
該字符權(quán)值加1
{
pfront->;count++;
replace=1;
break;
}
}while(pfront->;next);
if(!replace) //如果在鏈表中沒找到與當前字符相同的字符，則將該字符作為新成 員插入鏈表
{
node* new=new node;
if(!new)
throw exception('堆空間用盡');
new->;character=ch;
new->;count=1;
new->;next=pfront->;next;
pfront->;next=new;
n++;
}
pfront=front; //重置pfront和replace變量為默認值 replace=0;
}
tsize=n; //tsize記錄的是編碼表中字符個數(shù)
createhtree(front,n); //創(chuàng)建哈夫曼樹
pfront=front;
while(pfront) //銷毀整個鏈表
{
front=pfront;
pfront=pfront->;next;
front;
}
時間復雜度：
若輸入的字符串長度為n，則時間復雜度為o(n)
2.創(chuàng)建哈夫曼樹(void huffmantree::createcodetable(node *p))
算法偽代碼：
1. 創(chuàng)建一個長度為2*tsize-1的三叉鏈表
2. 將存儲字符及其權(quán)值的鏈表中的字符逐個寫入三叉鏈表的前tsize個結(jié)點
的data域，并將對應結(jié)點的孩子域和雙親域賦為空
3. 從三叉鏈表的第tsize個結(jié)點開始，i=tsize
3.1 從存儲字符及其權(quán)值的鏈表中取出兩個權(quán)值最小的結(jié)點x,y，記錄其
下標x,y。
3.2 將下標為x和y的哈夫曼樹的結(jié)點的雙親設(shè)置為第i個結(jié)點
3.3 將下標為x的結(jié)點設(shè)置為i結(jié)點的左孩子，將下標為y的結(jié)點設(shè)置為
i結(jié)點的右孩子，i結(jié)點的權(quán)值為x結(jié)點的權(quán)值加上y結(jié)點的權(quán)值，i
結(jié)點的雙親設(shè)置為空
4. 根據(jù)哈夫曼樹創(chuàng)建編碼表
源代碼：
void huffmantree::createhtree(node *p,int n)
{
root= new binode[2*n-1]; //初始化哈夫曼樹
node *front=p->;next;
if(n==0)
throw exception('沒有輸入字符');
for(int i=0;i
root[i].data=front->;count;
root[i].lchild=-1;
root[i].rchild=-1;
root[i].parent=-1;
front=front->;next;
}
front=p;
int new1,new2;
for(i=n;i<2*n-1;i++)
{
selectmin(new1,new2,0,i); //從0~i中選出兩個權(quán)值最小的結(jié)點
root[new1].parent=root[new2].parent=i; //用兩個權(quán)值最小的結(jié)點生成新結(jié)點，
新節(jié)點為其雙親
root[i].data=root[new1].data+root[new2].data;//新結(jié)點的權(quán)值為其孩子的權(quán)值的和 root[i].lchild=new1;
root[i].rchild=new2;
root[i].parent=-1;
}
createcodetable(p); //創(chuàng)建編碼表
}
時間復雜度：
在選取兩個權(quán)值最小的結(jié)點的函數(shù)中要遍歷鏈表，時間復雜度為o(n),故該函數(shù)
的時間復雜度為o(n^2)
3.創(chuàng)建編碼表(void huffmantree::createcodetable(node *p))
算法偽代碼：
1.初始化編碼表
2.初始化一個指針，從鏈表的頭結(jié)點開始，遍歷整個鏈表
2.1 將鏈表中指針當前所指的結(jié)點包含的字符寫入編碼表中
2.2 得到該結(jié)點對應的哈夫曼樹的葉子結(jié)點及其雙親
2.3 如果哈夫曼樹只有一個葉子結(jié)點，將其字符對應編碼設(shè)置為0
2.4 如果不止一個葉子結(jié)點，從當前葉子結(jié)點開始判斷
2.4.1 如果當前葉子結(jié)點是其雙親的左孩子，則其對應的編碼為0，否
則為1
2.4.2 child指針指向葉子結(jié)點的雙親，parent指針指向child指針的雙親，
重復2.4.1的操作
2.5 將已完成的編碼倒序
2.6 取得鏈表中的下一個字符
3.輸出編碼表
源代碼：
void huffmantree::createcodetable(node *p)
{
hcodetable=new hcode[tsize]; //初始化編碼表
node *front=p->;next;
for(int i=0;i
{
hcodetable[i].data=front->;character; //將第i個字符寫入編碼表
int child=i; //得到第i個字符對應的葉子節(jié)點
int parent=root[i].parent; //得到第i個字符對應的葉子節(jié)點的雙親
int k=0;
if(tsize==1) //如果文本中只有一種字符，它的.編碼為0
{
hcodetable[i].code[k]='0';
k++;
}
while(parent!=-1) //從第i個字符對應的葉子節(jié)點開始，尋找它到根結(jié)點的路徑
{
if(child==root[parent].lchild) //如果當前結(jié)點為雙親的左孩子，則編碼為0，
否則編碼為1
hcodetable[i].code[k]='0';
else
hcodetable[i].code[k]='1';
k++;
child=parent;
parent=root[child].parent;
}
hcodetable[i].code[k]='';
reverse(hcodetable[i].code); //將編碼逆置
front=front->;next; //得到下一個字符
}
cout<<'編碼表為：'<
for(i=0;i
{
cout<
parent=root[parent].lchild;
else //編碼為1則尋找右孩子
parent=root[parent].rchild;
i++;
}
if(tsize==1) //如果編碼表只有一個字符，則根結(jié)點即為葉子結(jié)點 i++;
d.append(1,hcodetable[parent].data);//將葉子節(jié)點對應的字符追加到解碼串中 }
cout<
}
時間復雜度：
設(shè)待解碼串長度為n，則復雜度為o(n)
8. 計算哈夫曼編碼的壓縮比(void huffmantree::calculate(string s1,string s2)) 算法偽代碼：
1. 獲得編碼前字符串的長度，即其占用的字節(jié)數(shù)
2. 獲得編碼后的字符串的長度，將其除以8然后向上取整，得到其占用的字
節(jié)數(shù)
3. 壓縮比將兩個相除
源代碼：
void huffmantree::calculate(string s1,string s2)
{
int cal1=s1.length;
int cal2=s2.length;
cal2=ceill((float)cal2/8); //將編碼串的比特數(shù)轉(zhuǎn)化為字節(jié)數(shù) cout<<'編碼前的字符串長度：'<
cout<<'編碼后的字符串長度：'<
cout<<'壓縮比為：'<<((double)cal2/(double)cal1)*100<<'%'<
}
時間復雜度：
o(1)
9. 打印哈夫曼樹(void huffmantree::printtree(int treenode,int layer) ) 算法偽代碼：
1. 如果待打印結(jié)點為空，則返回
2. 遞歸調(diào)用函數(shù)打印當前結(jié)點的右子樹
3. 根據(jù)當前結(jié)點所在的層次確定其前面要輸出多少空格，先輸出空格，在打
印當前結(jié)點的權(quán)值
4. 遞歸調(diào)用函數(shù)打印當前結(jié)點的左子樹
源代碼：
void huffmantree::printtree(int treenode,int layer)
{
if(treenode==-1) //如果待打印結(jié)點為空，則返回 return;
else
{
printtree(root[treenode].rchild,layer+1); //先打印該結(jié)點的右子樹，layer記錄
的是該結(jié)點所在的層次
for(int i=0;i
空格
cout<<' ';
cout<
printtree(root[treenode].lchild,layer+1); //打印該結(jié)點的左子樹
}
}
時間復雜度：
中序遍歷哈夫曼樹，復雜度為o(n)
10. 菜單函數(shù)(void huffmantree::menu)
算法偽代碼：
1. 逐一讀取鍵盤緩存區(qū)中的字符，并將它們逐一追加到記錄輸入字符串的
string變量中，直到讀到回車輸入符為止
2. 刪除string變量末尾的回車輸入符
3.利用string變量創(chuàng)建哈夫曼樹，初始化編碼表。
4. 直觀打印哈夫曼樹
5. 對輸入的字符串進行編碼
6. 對編碼后的字符串進行解碼
7. 計算編碼前后的壓縮比并輸出
源代碼：
void huffmantree::menu
{
cout<<'請輸入你要編碼的文本,按回車鍵確定輸入'<
string input;
char letter;
do //將字符逐個讀入input變量中
{
letter=cin.get;
input.append(1,letter);
}while(letter!=' ');
input.erase(input.length-1,1); //去掉input末尾的回車符
init(input); //根據(jù)輸入的字符串創(chuàng)建哈夫曼樹及其編碼表 cout<<'直觀打印哈夫曼樹'<
printtree(2*tsize-1-1,1); //打印哈夫曼樹
cout<<' '<<' ';
string d1,d2;
cout<<'編碼后的字符串為'<
encode(input,d1); //編碼并打印編碼串
cout<<'解碼后的字符串為'<
decode(d1,d2); //解碼并打印解碼串
cout<<'ascii碼編碼與huffman編碼的比較'<
calculate(input,d1); //計算編碼前后的壓縮比
}
2.3 其他
1.由于題目要求能輸入任意長的字符串，所以本程序采用了string變量來記錄輸入
的字符串，并采用string類的類成員函數(shù)來完成各項任務(wù)
2.打印哈夫曼樹時采用了遞歸函數(shù)，且采用了凹凸表的形式打印哈夫曼樹。
3.為了輸入空格，輸入時采取逐個字符輸入的方式
3. 程序運行結(jié)果
主函數(shù)流程圖：
運行結(jié)果：
各函數(shù)運行正常，沒有出現(xiàn)bug
4. 總結(jié)
經(jīng)過這次實驗，我了解了哈夫曼樹的創(chuàng)建過程，了解了一種不等長編碼的方法，用設(shè)斷點調(diào)試的方法更加熟練，同時熟悉了stl中string類型的用法，對c++更加熟悉
