信息论实验报告

实验二、Huffman编码 已知：信源符号个数q，信源符号信源概率分布。 算法： 1. 如果q=2则返回编码： 2. 否则 a) 按照递减重新排序和； b) 创建一个符号，其概率为； c) 递归调用本算法以得到的编码他的概率分布为 d) 返回编码：。 要求： 1. 允许使用的编程语言：C、C++、Basic、Pascal、Fortran、Java、 Perl、Tk/Tcl. 2. 输入：信源符号个数、每个信源符号的概率分布在运行时从键盘输 入。 3. 输出：信源符号与码字的对应关系表（编码表）。 4. 源程序格式整齐清晰，注意简单明了。 源代码如下： #include <stdio.h> #define MAXBIT 100 #define MAXVALUE 10000 #define MAXLEAF 30 #define MAXNODE MAXLEAF*2 -1 typedef struct{ int bit[MAXBIT]; int start; } HCodeType; /* 编码结构体 */ typedef struct{ int weight; int parent; int lchild;
陈晓丰
实验一、唯一可译码判断准则 已知：信源符号个数r、码字集合C。 算法：
1. 考察C中所有的码字，若是的前缀，则将相应的后缀作为一个尾随 后缀码放入集合中； 2. 考察C和两个集合，若是的前缀或是的前缀，则将相应的后缀作为 尾随后缀放入集合中； 3. 即为码C的尾随后缀集合； 4. 若中出现了C中的元素，则算法终止，返回假（C不是唯一可译 码）；否则，若中没有出现新的元素，则返回真。 要求： 1. 允许使用的编程语言：C、C++、Basic、Pascal、Fortran、Java、 Perl、Tk/Tcl. 2. 输入：任意的一个码字。码字个数和每个具体的码字在运行时键盘 输入。 3. 输出：判决（是唯一可译码/不是唯一可译码）。 4. 源程序格式整齐清晰，注意简单明了。 源代码如下： #include<math.h> #include<string.h> #include<iostream.h> #include<stdio.h> class mazi { private: char *ma; public: mazi(); char * get_mazi(); set_mazi(char *a); ~mazi(); }; mazi::mazi() //、、、、、、初始化码字 { ma=NULL; } char * mazi::get_mazi(){return ma;}//、、、、、返回码字 mazi::set_mazi(char *a)//、、、、、构造码字
int rchild; } HNodeType; /* 结点结构体 */ /* 构造一颗哈夫曼树 */ void HuffmanTree (HNodeType HuffNode[MAXNODE], int n) { /* i、j： 循环变量，m1、m2：构造哈夫曼树不同过程中两个最小权值 结点的权值， x1、x2：构造哈夫曼树不同过程中两个最小权值结点在数组中的序 号。*/ int i, j, m1, m2, x1, x2; /* 初始化存放哈夫曼树数组 HuffNode[] 中的结点 */ for (i=0; i<2*n-1; i++) { HuffNode[i].weight = 0; HuffNode[i].parent =-1; HuffNode[i].lchild =-1; HuffNode[i].lchild =-1; } /* end for */ /* 输入 n 个叶子结点的权值 */ for (i=0; i<n; i++) { printf ("Please input weight of leaf node %d: \n", i); scanf ("%d", &HuffNode[i].weight); } /* end for */ /* 循环构造 Huffman 树 */ for (i=0; i<n-1; i++) { m1=m2=MAXVALUE; /* m1、m2中存放两个无父结点且结点权 值最小的两个结点 */ x1=x2=0; /* 找出所有结点中权值最小、无父结点的两个结点，并合并之为 一颗二叉树 */ for (j=0; j<n+i; j++) { if (HuffNode[j].weight < m1 && HuffNode[j].parent==-1) { m2=m1;
} } if(F1(a[i].get_mazi(),a[t].get_mazi())==NULL) { goto end; } } } end:cout<<"------编码唯一性判断结束------"<<endl; }
程序运行结果如下：
（若未提示“不是唯一可译编码”的，表明是唯一可译编码！）
} else { for(i;i<astrlong;i++) { if(a[i]!=b[i]) { biaoji=0; break; } else { biaoji=1; } } if((biaoji==1)&&(i==bstrlong))//、、、、、如果出现相同码字， 终止判断，断定此串码字不是唯一可译码 { cout<<"这串码字不是唯一可译编码"<<endl; return NULL; } else if(biaoji) { locate=&a[i]; strcpy(ma,locate); }//、、、、拷贝尾随后缀 } if(biaoji) return ma;//、、、、、得出的尾随后缀 else return "1"; //、、、、不存在前缀关系 } void main(void) { int i=0,k,t,z=0,n; mazi a[100];//a[100]用于存储码字，b[100]用于存储得出的尾随后缀
char *m=new char[100],*current=new char[100]; cout<<"------请确定您要输入的码字个数------"<<endl; cin>>k; n=k; cout<<"您需要输入"<<k<<"个码字"<<endl; for(i;i<k;i++) { cout<<"请为第"<<i+1<<"个码字赋值"<<endl; cin>>m; a[i].set_mazi(m); } for(i=0;i<k;i++) { cout<<"第"<<i+1<<"个码字为"<<endl; cout<<a[i].get_mazi()<<endl; } for(i=0;i<k;i++) { for(t=i+1;t<k;t++) { if(F1(a[i].get_mazi(),a[t].get_mazi())&&F1(a[i].get_mazi(),a[t].get_mazi())!="1") { current=F1(a[i].get_mazi(),a[t].get_mazi());//、、、、、、得出 的最新后缀 for(int m=0;m<k;m++) { if(F1(a[m].get_mazi(),current)&&F1(a[m].get_mazi(),current)!="1")//、、、 得出的最新后缀与原码字进行比较 { current=F1(a[m].get_mazi(),current);//、、、、、“最新后 缀”的更新 m=-1; } if(F1(a[m].get_mazi(),current)==NULL) { goto end; }
来自百度文库
x2=x1; m1=HuffNode[j].weight; x1=j; } else if (HuffNode[j].weight < m2 && HuffNode[j].parent==-1) { m2=HuffNode[j].weight; x2=j; } } /* end for */ /* 设置找到的两个子结点 x1、x2 的父结点信息 */ HuffNode[x1].parent = n+i; HuffNode[x2].parent = n+i; HuffNode[n+i].weight = HuffNode[x1].weight + HuffNode[x2].weight; HuffNode[n+i].lchild = x1; HuffNode[n+i].rchild = x2; printf ("x1.weight and x2.weight in round %d: %d, %d\n", i+1, HuffNode[x1].weight, HuffNode[x2].weight); /* 用于测试 */ printf ("\n"); } /* end for */ } /* end HuffmanTree */ int main(void) { HNodeType HuffNode[MAXNODE]; /* 定义一个结点结构体数组 */ HCodeType HuffCode[MAXLEAF], cd; /* 定义一个编码结构体数 组， 同时定义一个临时变量来存放求解编码时的信息 */ int i, j, c, p, n; printf ("Please input n:\n"); scanf ("%d", &n); HuffmanTree (HuffNode, n); for (i=0; i < n; i++) { cd.start = n-1; c = i; p = HuffNode[c].parent; while (p != -1) /* 父结点存在 */
{ if (HuffNode[p].lchild == c) cd.bit[cd.start] = 0; else cd.bit[cd.start] = 1; cd.start--; /* 求编码的低一位 */ c=p; p=HuffNode[c].parent; /* 设置下一循环条件 */ } /* end while */ /* 保存求出的每个叶结点的哈夫曼编码和编码的起始位 */ for (j=cd.start+1; j<n; j++) { HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j]; } HuffCode[i].start = cd.start; } /* end for */ /* 输出已保存好的所有存在编码的哈夫曼编码 */ for (i=0; i<n; i++) { printf ("%d 's Huffman code is: ", i); for (j=HuffCode[i].start+1; j < n; j++) { printf ("%d", HuffCode[i].bit[j]); } printf ("\n"); } return 0; } 程序运行结果如下：
重庆交通大学 学生实验报告
实验课程名称 信息论基础 开课实验室 数学实验室 学院 理学院 年级 09 专业班 信息2班 学 生 姓 名 zhouhoufei 学 号 开 课 时 间 2011 至 2012 学年第 1 学期 评分细则 报告表述的清晰程度和完 整性（20分） 程序设计的正确性（40 分） 实验结果的分析（30分） 实验方法的创新性（10 分） 总成绩 教师签名 评分
{ ma=new char[strlen(a)+1]; strcpy(ma,a); } mazi::~mazi() { delete ma; } char *F1(char *a,char *b) { int i=0,k=0,biaoji,n=0,astrlong=strlen(a),bstrlong=strlen(b); char *ma=new char[100],*locate; if(astrlong>=bstrlong) { for(i;i<bstrlong;i++) { if(a[i]!=b[i]) { biaoji=0; break; } else { biaoji=1; } } if((biaoji==1)&&(i==astrlong)) { cout<<"这串码字不是唯一可译编码"<<endl; return NULL; } else if(biaoji) { locate=&a[i]; strcpy(ma,locate); }