课程设计题目：哈夫曼树的应用及单链表的基本操作。
一、课程设计目的。
1、熟悉c语言程序的编辑、编译链接和运行的过程，至少能够用一种编译器较熟练地编辑、编译及调试程序。
2、综合应用所学的计算机基础知识和所掌握的程序设计语言。
3、学习并掌握程序设计语言中指针、链表的定义操作，构造哈夫曼树的相关操作。
4、自行设计并实现一个较为完整的对文本文件进行编码、解码的设计与开发。
5、通过系统分析、系统设计、编程实现，写实验报告等环节， 初步掌握软件系统的设计方法和步骤。
6、锻炼大家灵活运用程序语言进行软件开发的初步能力，提高分析问题和解决问能力。
7、综合应用程序设计语言的知识，实现一个完整的系统，提高编程能力，体会软件程序的开发过程。
8、培养学生独立完成程序课程设计的能力，提高程序设计水平。
二、课程设计内容。
1、使用哈夫曼树和哈夫曼编码的有关知识设计一个哈夫曼编/译码器（附一单链表基本操作系统）
1）读取文本文件，并统计文件中字母个数。
2）建立huffman树。
3）对文件进行huffman编码：文本文件统计字母个数建立哈夫曼树建立哈夫曼编码（利用已经建立好的哈夫曼树） 读取文件，对文件进行哈夫曼编码，并将每个字母对应的哈夫曼编码写入到一个新文件。
4）对文件进行huffman解码：读取存放哈夫曼编码的文件解码将解码后的字母存入新文件中。
5）结果：比较源文件和解码后的文件是否一致。
2、采用线性表的链式存储结构，做一单链表基本操作系统，完成对信息的插入，删除、逆置的操作。
3、执行编译操作，并根据提示调试此程序，排除所有的错误和警告，直到编译成功为止。
4、执行运行操作，逐一对每个模块进行调试，直到全部程序运行成功为止。
5、请老师检查，向老师演练此程序，并能回答老师提出的相关问题。
三、需求分析。
1、问题背景：哈夫曼树是一类带权路径长度最短的树，将其应用在信息编码中，权值可看作是某个符号出现的频率，出现频率大的字符其编码长度小，从而可缩短整个信息通信过程中的二进制编码长度，达到节省通信资源的目的。
2、 对所开发系统功能的描述：利用哈夫曼编码进行信息通信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。本次设计就是一个哈夫曼的编/译码器。
可以将给定的文件编码成二进制文件，并能译码成原文，又能将二进制文件进行压缩，解压缩，并能成功的返回原文。
3、 单链表基本操作系统：单链表基本操作系统系统是运行于windows系统下的应用软件，主要用于对信息进行增、删、等操作，并且还可对使用该系统的用户进行登录名和密码的管理。系统给用户提供了一个简单的人机界面，使用户可以根据提示输入操作项，调用系统提供的管理功能。
四、概要设计。
1．系统结构图（功能模块图）和数据变量说明。
1）功能模块图。
a、哈夫曼。
b、单链表基本操作。
2）数据变量说明。
a、哈夫曼。
struct system
char user[5];/验证身份的用户名*/
char mima[5];/验证身份的密码*/
sys;typedef struct node
char data;/*存放各个字符*/
char code[20];/存储哈夫曼编码*/
int weight; /用来存放各个结点的权值*/
int parent,lchild,rchild; /指向双亲、孩子结点的指针*/
int length;/*存放编码长度*/
hfnode;
typedef struct zipin
char data;/*存放各个字符*/
int count;/*存放各字符的出现频率*/
character;
b、单链表基本操作。
struct system
char user[5];/验证身份的用户名*/
char mima[5];/验证身份的密码*/
sys;typedef struct node
int data节点数据域*/
struct node *next;/*节点指针域*/
} node;
2、 功能模块说明。
a、哈夫曼。
1）字符统计函数：通过读取文件，统计文件中的字符总个数，动态建立存储所有字符的数组。
2）读取函数：读取源文件，将源文件中的字符存入动态建立的数组中。
3）权值统计函数：遍历存储字符的数组，统计每个字符出现的频率，即权值。
4）选取最小，次小值函数：不断遍历数组，根据每个字符出现的频率，每次选出权值最小的和权值次小的。
5）哈夫曼树建立函数：不断调用选取最小，次小值函数，根据哈夫曼算法，建立哈夫曼树。
6）哈夫曼编码函数：通过已经建立的哈夫曼树，从叶子到根结点，求每个叶子结点对应的01**，并逆置，即得到哈夫曼编码，并写入编码文件中。
7）哈夫曼译码函数：通过读取写入文件中的哈夫曼编码，从根结点开始访问，到叶子节点，并将叶子节点的字符写入译码文件中。
8)比较函数：比较原文本文件与解码后的文件是否相同，相同：编解码成功；不同：失败。
9）退出模块： 输入0，可直接退出此程序，结束操作。
b、单链表基本操作系统。
1）密码模块：能够限制用户的登陆。
2）增加模块：能将用户再次输入的数据插入到已存在的文件中。
3）删除模块：能将用户指定条件的数据从文件中删除。
4）保存模块：能将数据保存为文件形式，长期保存。
5）读取模块：能将文件上的数据文件读取出来。
6）主程序模块：完成主菜单的显示，及对各模块的调用。
7）录入模块： 能够录入基本信息。
8）退出模块： 输入0，可直接退出此程序，结束操作。
五、详细设计及运行结果。
哈夫曼编码译码系统主要函数流程图。
1.建立哈夫曼树：（包括最小，次小选取函数）
2.哈夫曼编码函数：
3.哈夫曼译码流程图。
5、打印信息模块。
单链表基本操作系统主要函数流程图。
1.录入信息模块。
2、增加信息模块。
3、 删除信息模块。
4、打印信息模块。
5、逆置信息模块。
二）运行结果。
1）哈夫曼编码译码系统。
原始文档中的内容为“”
1.读取文件。
2.统计字符种类。
字符总类数为：12
3.建立哈夫曼树。
根节点的下标值为：26
4.输出哈夫曼树。
5.输出编码值。
6.译码文件。
d:\\查看文件。
2)单链表基本操作系统。
1.登陆模块。
2.录入模块。
3.增加模块。
4.逆置模块。
5.删除模块。
六、调试情况，设计技巧及体会。
1、调试情况：根据每个函数的功能及先后顺序来一个一个的写相应的函数，每写完一个都要一一调试通过。遇到问题时可以单步调试，可以在有疑问的语句处添加printf语句作为标志，以检验该语句是否有问题。
2、可遵循结构化的程序设计思想来进行本系统的设计——逐步细化，也就是将系统软件设计的任务分成许多容易解决的小任务，即分解出许多子功能模块进行设计。
3、数据保存选择：由于关于给定的原文信息量大，要对其有存储、遍历，采用动态分配空间的形式，尽可能节省空间；同时对于新产生的信息，采取保存至文件的方式来存储数据以节省内存空间，可以达到随用随调的要求，提高运行效率。因此本系统采用动态数组，文件来保存数据。
4、调试心得体会：
1）本次课程设计，事先已确定了准备做的课题，加上之前充分的准备，所以，对于课题的分析比较清楚，将该课题划分成若干小任务，进而转化成若干小程序的设计完成。在书写程序时，需要格外细心，小到要注意标点，语句的拼写，如：将scanf误拼为sacnf；将“；”误写为“：
”在定义结构体时忘加“；”在调试程序时，出现错误，要学会自己分析，自己解决；另外，通过此次实验，暴露了自己在平时学习中的一些问题，更加深了对课本知识的理解，并对所学知识进行了融合，运用，对于形参的传递，尤其是值传递，地址传递的区别；文件的读取，尤其是给链表各节点单元读值，注意循环控制变量的选取；对于指针的使用，及链表的插入，删除，排序操作，其中通过对文件的反复琢磨，加深了文件的认识，并使用了文件就是一个例子。
2）整个实验过程都督促着我必须自觉地看教程。每天晚上都要对第二天的任务有个全面的了解和计划，这样才能在试验中明确自己的目标，以便更有效的完成好当天的任务。同时，不仅要搞懂最基本最实在的基础知识，而且要达到能够熟练掌握和比较其他知识综合应用的目的，并学会在小型程序中运用这些知识。
3）在此次实验中，交流也起到了很大的作用，在遇到比较困难的问题时，几个人一起**，一起研究，共同商订方法，经验的交流，是我们大家都获得了进步和提高。自己的信心，也起到很大的作用，调试虽然出现不少问题，但始终没问老师，同学，坚持自己改，尽管有时挺浪费时间，但当解决所有问题时的喜悦，却真是令人难忘。总之，通过此次实验，我的确学到不少东西，无论是知识，还是经验，收获颇丰。
4）在整个实习中，我深刻体会到老师发挥的重要作用。c语言程序对我们来说比较难，在匆忙的学习中更是难上加难，似乎觉得自己仅是个匆匆过客。但在老师的帮助下我学会了如何调试，如何查找系统没有提示的错误，最后将程序运行出来。
我想没有老师的帮助我很难在短期内把程序设计完成好。同时，在短短的两周时间里，我从老师那里学到了一种处事的态度及思考的方式。这些对我都有很大的帮助。
在此特别感谢指导教师的帮助。
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