哈夫曼树的构造

学号 20182315 《数据结构与面向对象程序设计》实验构建哈夫曼树报告

课程：《程序设计与数据结构》

班级： 1823

姓名： 邹家伟

学号：20182315

实验教师：王志强

实验日期：2019年11月15日

必修/选修： 必修

1.实验内容

（1）准备一个包含26个英文字母的英文文件（可以不包含标点符号等），统计各个字符的概率

（2）构造哈夫曼树

（3）对英文文件进行编码，输出一个编码后的文件

（4）对编码文件进行解码，输出一个解码后的文件

2. 实验过程及结果

该实验可以粗略分为以下几个步骤：

• （1）文件读取：将文件中的字符读到Java代码里去，将编完码的数据存到文件中，再将解码文件存入文件。
  这部分难度不大，有之前的基础，实现起来很容易。
  

• （2）计算每个字符出现的频数：这部分难度也不大，使用二重循环，把握好循环跳出的条件即可。

• （3）根据频数构造哈夫曼二叉树：这部分难度最大，困惑我时间最长。

  起初我想用数组来构建二叉树，可是我发现无法区分存取取出节点，从而无法确定哪个结点为字母的频数。

  后来我思考到用两个不一样的数组存放字母频数与取出的频数，再将其放入到第三个数组进行排序，但这样进行太过复杂，尤其在后期编码解码过程中，程序尤为复杂，得不偿失。

  最后，通过网络搜索，我发现可以哈夫曼树的创建也可使用创建树的基本方法创建，即写出一个节点类，在节点类里存放字符信息，如果为两个字符频数之和，即字符信息为空。
  

• （4）编码和解码：此步骤与之前遍历类似，都为先左后右，定义一个编码字符串，如果向左移，编码字符串 +“1”，如向右，编码字符串 +“0”；

  感悟

完成哈夫曼树的构造，让我明白一个道理，凡是树的构造，都应首先考虑使用结点，因为结点里可以存放树的很多信息，这意味着树可以有很多种用法。实现树的方法可以能有很多种，但我们还是最应该考虑哪种方法对最后的遍历最有效。

参考资料

-  文件读取的相关知识

-  哈夫曼树的构建