信息论与编码技术实验指导书

实验四 哈夫曼编码
一 实验目的:掌握通过计算机实现哈夫曼编码 二实验要求: 对于给定的信源的概率分布,按照哈夫曼编码的方法 进行计算机实现. 三实验原理 哈夫曼编码的步骤:
(1). 把信源符号按概率大小顺序排列， 并设法按逆次序分配码 字的长度。 (2). 在分配码字长度时，首先将出现概率 最小的两个符号的 概率相加合成一个概率 (3). 把这个合成概率看成是一个新组合符号地概率，重复上述 做法直到最后只剩下两个符号概率为止。 (4). 完成以上概率顺序排列后，再反过来逐步向前进行编 码，每一次有二个分支各赋予一个二进制码，可以对概率大的 赋为零，概率小的赋为1。
cd.bit[cd.start]=0; else cd.bit[cd.start]=1; cd.start--; c=p; p=huffnode[c].parent; } cout<<huffcode[i].leaf<<":"; for(j=cd.start+1;j<n;j++) { huffcode[i].bit[j]=cd.bit[j]; cout<<cd.bit[j]; } cout<<endl; huffcode[i].start=cd.start; } delete[] huffcode; delete[] huffnode; } void main() { int i=0; int m[10]={30,23,10,10,9,8,7,3}; char cha[10]="abcdefgh"; float f; cout<<"该字符串为:\t"; for (i=0;i<strlen(cha);i++) { cout<<cha[i]<<"\t"; } cout<<"字符加权为:\t"; for (i=0;i<strlen(cha);i++) { f=(float)m[i]/100; cout<<f<<"\t"; } cout<<"各字符的哈夫曼码为："<<endl; i=strlen(cha);
huf(cha,m,i);
实验五 循环码编码 一 实验目的:掌握通过计算机实现系统循环码编码 二实验要求: 对于给定的消息序列,按照循环码编码的方法进行 计算机实现. 三实验原理 循环码的编码步骤: •循环码的系统码构造的步骤为： 1）消息多项式乘x n-k 2) x n-km(x)/g(x)=q(x) +r(x)/g(x) 其中：q(x)是商，r(x)是余数 3）C(x)= x n-km(x)+r(x) 四实验设备 计算机 c++ 五实验报告 1、画出程序设计的流程图，
和 累加和 X1 X1 X1 X2 X1+X2 2*X1+X2 X3 X1+X2+X3 3*X1+2*X2+X3 X4 X1+X2+X3+X4 4*X1+3*X2+2*X3+X4
ψ X1+X2+X3+X4+ψ 5*X1+4*X2+3*X3+2*X4+ψ 四实验设备 计算机 c++ 五实验报告 1、画出程序设计的流程图， 2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分析。
型如下图：
在给定信源概率分布条件下， 各种熵的求解方法如下： 1） 信源熵 2） 条件熵
3） 联合熵
4） 交互熵 5） 信道容量 ◼一般离散信道容量对计算步骤总结如下：
4、 实验设备：计算机 c++ 五、实验报告要求 1、 画出程序设计的流程图， 2、 写出程序代码， 3、 写出在调试过程中出现的问题 ， 4、 对实验的结果进行分析。
A 将概率按从大到小的顺序排列 B 按编码进制数将概率分组，使每组概率和尽可能接近或相 等。 C 给每组分配一位码元 D 将每一分组再按同样原则划分，重复b和c，直到概率不再可 分为止
四 实验设备 计算机 c++ 五实验报告 1、画出程序设计的流程图， 2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分析。
码。
四、实验设备 计算机 c++ 五实验报告 1、画出程序设计的流程图， 2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分析。
实验三 费诺编码 一 实验目的:掌握通过计算机实现费诺编码 二实验要求: 对于给定的信源的概率分布,按照费诺编码的方法进 行计算机实现. 三实验原理 费诺编码的步骤:
四实验设备 计算机 c++ 五实验报告 1、画出程序设计的流程图， 2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分析。 六 参考程序
哈夫曼编码： 根据二叉树思想，将二叉树的程序改编
#include<iostream> #include<string> using namespace std; typedef struct { int weight; int flag; int parent; int lchild; int rchild; }hnodetype; typedef struct { int bit[10]; int start; char leaf; }hcodetype; void huf(char cha[],int m[],int n) { int i,j,m1,m2,x1,x2,c,p; hnodetype *huffnode=new hnodetype[2*n-1]; hcodetype *huffcode=new hcodetype[n],cd; for(i=0;i<2*n-1;i++) { //初始化哈夫曼树 huffnode[i].weight=0; huffnode[i].parent=0; huffnode[i].flag=0; huffnode[i].lchild=-1; huffnode[i].rchild=-1; } for(i=0;i<n;i++) { //哈夫曼结点赋初值 huffnode[i].weight=m[i]; huffcode[i].leaf=cha[i]; } for(i=0;i<n-1;i++)
实验二 香农编码
一 实验目的、掌握通过计算机实现香农编码 二实验要求 对于给定的信源的概率分布,按照香农编码的方法 进行计算机实现. 三、实验原理 给定某个信源符号的概率分布，通过以下的步骤进 行香农编码 1、 信源符号按概率从大到小排列 2、 对信源符号求累加和，表达式： Pi=Pi-1+p(xi) 3、 求自信息量，确定码字长度。自信息量I(xi)=log(p(xi));码字长度取大于等于自信息量的 最小整数。 4、 将累加和用二进制表示，并取小数点后码字的长度的
实验一：信息量及信道容量的计算
1、 实验目的：通过该实验，掌握通过计算机实验信息量 和信道容量的计算方法 2、 实验要求：对一个离散的无记忆信源，给定信源的输 入概率分布，给定一个信道特性，计算各种信息量和 熵，并计算信道容量。 3、 实验原理：
◼设输入X∈{x1,x2,…,xi,…,xn}
输出Y∈{y1,y2,…,yj,…,ym} ，信道的一般数学模
{
//对结点进行编码
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m1=m2=10000000; x1=x2=0; for(j=0;j<n+i;j++) { if(huffnode[j].weight<=m1&&huffnode[j].flag==0) { m2=m1; x2=x1; m1=huffnode[j].weight; x1=j; } else if(huffnode[j].weight<=m2&&huffnode[j].flag==0) { m2=huffnode[j].weight; x2=j; } } huffnode[x1].parent=n+i; huffnode[x2].parent=n+i; huffnode[x1].flag=1; huffnode[x2].flag=1; huffnode[n+i].weight=huffnode[x1].weight+huffnode[x2].weight; huffnode[n+i].lchild=x1; huffnode[n+i].rchild=x2; } for(i=0;i<n;i++) { //生成哈夫曼树 cd.start=n-1; c=i; p=huffnode[c].parent; while(p!=0) { if(huffnode[p].lchild==c)
2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分析。
实验六 模p信道编码实验 一 实验目的:掌握通过计算机实现模p信道编码 二实验要求: 对于给定的消息序列,按照模p信道编码的方法进行 计算机实现. 三实验原理 在实际生活中，有时侯“1”和“I”很相似。 p=37(符号的个数） 数字“0”-“9”和字母“A”-“Z”和空格 共37种符号。 “0” 0 “1” 1 ¨ “A” 10 “B” 11 设有某消息的符号序列为X=X1X2X3X4, 用下表的方式来求它们的和及累加和，然后加上 适当的监督元，使累加和是模37的倍数。 消息符号