信息论编码实验报告-费诺编码附源代码

中南大学信息论与编码实验报告选题：费诺编码学生姓名：学号：专业班级：通信工程指导老师：学院：信息科学与工程学院时间：2015目录一、实验目的二、实验原理2.1费诺编码思想2.2费诺编码流程图三、实验内容四、实验要求五、代码调试结果六、心得体会七、程序源代码一实验目的1.掌握费诺编码的原理和过程。2.熟悉C/C++语言，练习使用C/C++实现香农码和Huffman编码。二、实验原理2.1费诺编码思想设有离散无记忆信源niinnxpxpxpxpxxx121211)(,)(.....)()(.....1.按信源符号的概率从大到小的顺序排队不妨设)(......)()(21nxpxpxp2.将依次排列的信源符号按概率值分为两大组，使两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制码元“0”和“1”。3.将每一大组的信源符号再分为两组，使划分后的两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制符号“0”和“1”。4.如此重复，直至每个组只剩下一个信源符号为止。5.信源符号所对应的码字即为费诺码。例：有一单符号离散无记忆信源04.008.016.018.022.032.0)(654321xxxxxxXPX对该信源编二进制费诺码)i/(35.2)(gnsbitXHmLKR2log%92.97)(RxH61)/(4.2)(iiikxpK符号比特2.2费诺编码流程图三、实验内容使用C\C++实现费诺编码，并自己设计测试案例。四、实验要求1.提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。输入字符串序列码长概率码字进行编码打开文件字符串长度显示结果字符个数信源熵信源符号编码效率直接输入概率计算及排序出现次数平均码长2.认真高效的完成实验，实验中服从实验室管理人员以及实验指导老师的管理。3.认真撰写实验报告，内容可以自己编排，可以考虑包括以下一些方面：原理概述、程序设计与算法描述、源程序及注释（程序太长可以只选取重要部分）、运行输出结果实例、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施、对实验的讨论分析、总结。五、代码调试结果六、心得体会通过本次试验，熟悉了c++的使用方法以及在信息论中的使用方法，加强了课程框架的理解。在这次实验中，再次对信息论与编码有了更深层的理解，以前只是通过书上的理论推导，对相关的计算不是特别理解，通过这次的上机实际操作，以及函数图形的绘制，让我对熵函数有了更多的感性认识。对费诺编码的理论了解得更透彻。总的来说，不仅是实验的结果，更重要的是过程和思考，是我学到了很多的知识，真的是受益匪浅。七、实验代码#includeiostream.h#includemath.h#includewindows.h#defineN15intpa[N][N];voidfano(floatp[],inta[N][N],intn,intm,intk)//fano编码算法{floatg=0.0,h=0.0,d,b,c;inti,j;if(nm){for(i=n;i=m;i++){g=p[i]+g;}g=g/2;for(i=n;i=m;i++){h=h+p[i];if(hg){d=h-p[i];b=h-g;c=g-d;if(cb){for(j=n;j=i;j++)a[j][k]=0;fano(p,a,n,i,k+1);for(j=i+1;j=m;j++)a[j][k]=1;fano(p,a,i+1,m,k+1);}else{for(j=n;j=i-1;j++)a[j][k]=0;fano(p,a,n,i-1,k+1);for(j=i;j=m;j++)a[j][k]=1;fano(p,a,i,m,k+1);}break;}}}}voidselect()//初始化选择，实现编码{voiddisplay();//函数声明voidchoose();//函数声明inti,j,k[N],n,flase=0;floatp[N],H=0.0,K=0.0,sum=0.0;cout请输入信源符号个数：endl;cinn;cout请输入各信源符号概率：endl;for(i=1;i=n;i++){cinp[i];}for(i=1;i=n;i++){sum=sum+p[i];}for(i=1;i=n;i++){if(p[i]0.0||p[i]1.0||sum!=1.0){cout输入概率有错，请重新输入!endlendl;display();choose();}}if(flase==0){for(i=0;i=n;i++)for(j=0;j=n;j++){pa[i][j]=10;}fano(p,pa,1,n,1);cout信源费诺编码如下：\nendl;cout概率\t码字为\t码长为\tendl;for(i=1;i=n;i++){k[i]=0;coutxi=p[i]\t;for(j=1;j=n;j++){if(pa[i][j]!=10){coutpa[i][j];k[i]++;}}cout\tk[i]endl;}for(i=1;i=n;i++){H=-(p[i]*log(p[i])/log(2))+H;}coutendl信源熵H(X)=H(比特/符号)endlendl;for(i=1;i=n;i++){K=p[i]*k[i]+K;}cout平均码长K=K(比特/符号)endlendl;cout编码效率为(H/K)*100%endl;}display();choose();}voiddisplay(){coutendl选择：endl;cout1.费诺编码：endl;cout2.退出：endl;}voidchoose(){inta;cina;if(a==1)select();elseif(a==2)exit(0);else{cout请重新选择：endl;choose();}}voidmain(){cout---------------------费诺编码实验------------------endlendl;display();choose();system(pause);}