信息论课程设计报告

xx大学信息论课程设计姓名：学号：学院：指导老师：完成日期：2015.01.04一、判定唯一可译码1．任务说明：输入：任意的一个码(即已知码字个数及每个具体的码字)输出：判决结果（是/不是）输入文件:in1.txt，含至少2组码，每组的结尾为”$”符输出文件:out1.txt，对每组码的判断结果说明：为了简化设计，可以假定码字为0，1串2．问题分析、实现原理判定唯一可译码根据唯一可译码的判别方法，利用数据结构所学的知识，定义字符串数据类型并利用指针进行编程来实现算法。

算法：1、考察C 中所有的码字，若Wi是Wj的前缀，则将对应的后缀作为一个尾随后缀码放入集合Fi+1中；2、考察C和Fi俩个集合，若Wi ∈C是Wj∈F的前缀或Wi ∈F是Wj∈C的前缀，则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi+1中；3、F=∪Fi即为码C的尾随后缀集合；4、若F中出现了C中的元素，算法终止，返回假（C不是唯一可译码）；否则若F中没有出现新的元素则返回真。

3.源代码：#include<iostream>#include stdlib.h#include<string>using namespace std;struct strings{char *string;struct strings *next;};struct strings Fstr, *Fh, *FP; //输出当前集合void outputstr(strings *str){do{cout<<str->string<<endl;str = str->next; }while(str);cout<<endl;}inline int MIN(int a, int b){return a>b?b:a;}inline int MAX(int a, int b){return a>b?a:b;}#define length_a (strlen(CP))#define length_b (strlen(tempPtr)) //判断一个码是否在一个码集合中，在则返回，不在返回int comparing(strings *st_string,char *code){while(st_string->next){st_string=st_string->next;if(!strcmp(st_string->string,code))return 0;}return 1;}//判断两个码字是否一个是另一个的前缀，如果是则生成后缀码void houzhui(char *CP,char *tempPtr){if (!strcmp(CP,tempPtr)){cout<<集合C和集合F中有相同码字尺<<endl <<CP<<endl <<不是唯一可译码码组尡<<endl; exit(1);}if (!strncmp(CP, tempPtr, MIN(length_a,length_b))){struct strings *cp_temp;cp_temp=new (struct strings);cp_temp->next=NULL;cp_temp->string=new char[abs(length_a-length_b)+1];char *longstr;longstr=(length_a>length_b ? CP : tempPtr);//将长度长的码赋给longstr//取出后缀for (int k=MIN(length_a,length_b); k<MAX(length_a,length_b); k++)cp_temp->string[k - MIN(length_a,length_b)]=longstr[k];cp_temp->string[abs(length_a-length_b)]=NULL;//判断新生成的后缀码是否已在集合F里，不在则加入F集合if(comparing(Fh,cp_temp->string)){FP->next=cp_temp;FP=FP->next;}}}main()void{//功能提示和程序初始化准备cout<<\ \t\t判定唯一可译码屜屮<<endl;struct stringsCstr,*Ch, *CP,*tempPtr;Ch=&Cstr;CP=Ch;Fh=&Fstr;FP=Fh;char c[]=码字集合?尺;Ch->string=new char[strlen(c)];strcpy(Ch->string, c);Ch->next=NULL;char f[]=后缀集合?尺;Fh->string=new char[strlen(f)];strcpy(Fh->string, f);Fh->next=NULL;int Cnum; //待检测码的个数cout<<输入待检测码字的个数尺;cin>>Cnum;cout<<输入待检测码，每输入一个都按回车键结束：<<endl; for(int i=0; i<Cnum; i++){cout<<第<<i+1<<个码字是<<：;char tempstr[10];cin>>tempstr;CP->next=new (struct strings);CP=CP->next;CP->string=new char[strlen(tempstr)] ;strcpy(CP->string, tempstr);CP->next = NULL;}outputstr(Ch);CP=Ch;while(CP->next->next){CP=CP->next;tempPtr=CP;do{tempPtr=tempPtr->next;houzhui(CP->string,tempPtr->string);}while(tempPtr->next);}outputstr(Fh);struct strings *Fbegin,*Fend;Fend=Fh;while(1){if(Fend == FP){<<endl; 尡是唯一可译码码组 cout<<exit(1);}Fbegin=Fend;Fend=FP;CP=Ch;while(CP->next){CP=CP->next;tempPtr=Fbegin;for(;;){tempPtr=tempPtr->next;houzhui(CP->string,tempPtr->string);if(tempPtr == Fend)break;}}outputstr(Fh);//输出F集合中全部元素}}4.程序结果截图：编码与译码二、LZW ．任务说明：1L<=100 内字符构成的输入串，输入序列长度输入：由集合{a,b,c,d} 处理：先编码，再对编码结果译码输出：编码结果，译码结果:in4.txt，含至少两组输入，每组包含满足要求的串输入文件:out4.txt，对每组输入的编码和译码结果输出文件 2. 问题分析、实现原理编码程序：1（）. 是空的。

步骤一：开始时的词典包含所有可能的根，而当前前缀P 字符流中的下一个字符。

：=步骤二：当前字符C P+C步骤三：判断是否在词典中：。

P:=P+C）如果“是”，1（如果“否”，则：）2（的码字输出到码字流。

把代表当前前缀①P 添加到词典中。

P+C符串-把缀②．③令P：=C。

（3）判断字符流中是否还有字符需要编码：①如果“是”，返回到步骤二。

②如果“否”：输出相应于当前前缀P的码字。

结束编码。

（2）.译码程序：步骤一：在开始译码时，词典包含所有可能的前缀根。

步骤二：当前码字cW：=码字流中的第一个码字。

步骤三：输出当前缀-符串string.cW到字符流。

步骤四：先前码字pW：=当前码字cW。

步骤五：当前码字cW:=码字流中的下一个码字。

步骤六：判断当前缀-符串string.cW是否在词典中：（1）如果“是”，则：①当前缀-符串string.cW输出到字符流。

②当前前缀P：=先前缀-符串string.pW。

③当前字符C：=当前前缀-符串string.cW的第一个字符。

④把缀-符串P+C添加到词典。

（2）如果“否”，则：①当前前缀P：=先前缀-符串string.pW。

②当前字符C：=当前缀-符串string.pW的第一个字符。

③输出缀-符串P+C到字符流，然后把它添加到词典中。

步骤七：判断码字流中是否还有码字要译：（1）如果“是”，就返回到步骤四。

（2）如果“否”，结束。

3.源代码：#include<iostream>#include<string>#include<iomanip>using namespace std;string dic[30];int n;int find(string s) //字典中寻找,返回序号{int temp=-1;for(int i=0;i<30;i++){if(dic[i]==s)temp=i+1;}return temp;}void init() //字典初始{开始时词典包含所有可能的根//; 慜 dic[0]=dic[1]=扜;dic[2]=捜;dic[3]=摜;for(int i=4;i<30;i++) //其余为空{dic[i]=\;}}void code(string str){init(); //初始化char temp[2];temp[0]=str[0]; //取第一个字符temp[1]='\0';string P=temp; //P为前缀int i=1;int j=4; //目前字典存储的最后一个位置cout<<编码后的码字为：;while(1){char t[2];t[0]=str[i]; //取下一字符t[1]='\0';string C=t; //C为字符流中下一个字符if(C==\) //无码字要译，结束{cout<<?<<find(P); //输出代表当前前缀的码字break;} //退出循环,编码结束if(find(P+C)>-1) //有码字要译，如果P+C在词典中，则用C扩展P，进行下一步：{P=P+C;i++;}else//如果P+C不在词典中，则将P+C添加到词典中，令P:=C {cout<<?<<find(P);string PC=P+C;dic[j++]=PC;P=C;i++;}}cout<<endl;cout<<生成的词典为：<<endl;for(i=0;i<j;i++) //输出词典中的内容,j为词典的长度{cout<<setw(12)<<i+1<<setw(12)<<dic[i]<<endl;}cout<<endl;}void decode(int c[]){init(); //译码词典与编码词典相同，将a,b,c设为初始的前缀int pw,cw; //pw：先前码字，cw：当前码字cw=c[0]; //输入码字流的第一个码字，赋给当前码字int j=3,i;cout<<译码为：;cout<<dic[cw-1]; //输出当前字符串到字符流for(int m=0;m<n-1;m++){pw=cw; //当前码字赋给先前码字cw=c[m+1];if(cw<=j+1) //若当前码字在词典中{cout<<dic[cw-1]; //输出当前码字锁代表的字符串char t[2];t[0]=dic[cw-1][0];t[1]='\0';string k=t;j++;dic[j]=dic[pw-1]+k; //将先前码字与当前码字所代表的字符串的首字符连接而成的//字符串添加到词典中}else//若当前码字不在词典中{char t[2];t[0]=dic[pw-1][0];t[1]='\0';string k=t;j++;dic[j]=dic[pw-1]+k; //将先前码字与当前码字所代表的字符串的首字符连接而//成的字符串添加到词典中cout<<dic[cw-1]; //输出该字符串}}cout<<endl;cout<<生成的词典为：<<endl;for(i=0;i<j;i++) //输出词典中的内容,j为词典的长度{cout<<setw(12)<<i+1<<setw(12)<<dic[i]<<endl;}cout<<endl;}int main() //主程序{string str;char choice;while(1){cout<<屜湜屜屮瑜屜屴<<.编码<<屜瑜屜屴<<.译码屜屮湜;cout<<请选择功能对应的编号：;cin>>choice;if(choice=='1') //若选择1则编码{cout<<\输入要编码的字符串(由a、b、c 、d组成)：;cin>>str;code(str);}else if(choice=='2') //若选择2则译码{int c[30];cout<<\准备译码的消息序列的长度是：;cin>>n;cout<<\准备译码的消息码字依次是：;for(int i=0;i<n;i++){cin>>c[i];}decode(c);}elsereturn 0; //其他选择则退出程序}}4.程序结果截图：三：循环码的编码与译码任务说明：1.，分别实现编码（多项式乘法）和译码，要其中,,g(x)= x3+x+1要求：(7,4)非系统循环码求译码可在伴随式法和标准阵列法中随意选择选择编码时，:in51.txt，包括至少两组待编码的信息元序列输入文件:out51.txt，对每组信息元的编码输出文件选择译码时，串7的0/1输入文件:in52.txt，包括至少2组长为，译码结果输出文件:out52.txt 问题分析、实现原理、流程图2..编码过程（1）g(x)，也就是从的在编码时，首先需要根据给定循环码的参数确定生成多项式；然后，利用循环码的编码特点，即所有循环码多g(x)）次因子中选一个（n-k 多项式作为。