信息论上机实验.docx

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信息论上机实验

信道容量的迭代算法:

#include

#include

#include

#include

#include

#defineDELTA1e-6/*delta阈值*/

floatlog2（floatx）

{

returnlog（x）/log

（2）;

}

intmain（void）

{

registerinti,j;

registerintk;

intr,s;

float*p_i=NULL;

float**p_ji=NULL;

float**phi_ij=NULL;

floatC,C_pre,validate;

float*sum=NULL;

floatp_j;

fscanf（stdin,"%d",&r）;

fscanf（stdin,"%d",&s）;

p_i=（float*）calloc（r,sizeof（float））;

p_ji=（float**）calloc（r,sizeof（float））;

for（i=0;i

p_ji[i]=（float*）calloc（s,sizeof（float））;

phi_ij=（float**）calloc（r,sizeof（float*））;

for（i=0;i

phi_ij[i]=（float*）calloc（s,sizeof（float））;

for（i=0;i

for（j=0;j

fscanf（stdin,"%f",&p_ji[i][j]）;

for（i=0;i

{

validate=0.0;

for（j=0;j

{

validate+=p_ji[i][j];

}

if（fabs（validate-1.0）>DELTA）

{

fprintf（stdout,"invalidinputdata.\n"）;

exit（-1）;

}

}

fprintf（stdout,"Starting...\n"）;

for（i=0;i

p_i[i]=1.0/（float）r;

C=-MAXFLOAT;

k=0;

sum=（float*）calloc（r,sizeof（float））;

do

{

k++;

for（j=0;j

{

p_j=0.0;

for（i=0;i

p_j+=p_i[i]*p_ji[i][j];

if（fabs（p_j）>=DELTA）

for（i=0;i

{

phi_ij[i][j]=p_i[i]*p_ji[i][j]/p_j;

}

else

for（i=0;i

phi_ij[i][j]=0.0;

}

p_j=0.0;

for（i=0;i

{

sum[i]=0.0;

for（j=0;j

{

if（fabs（phi_ij[i][j]）>=DELTA）

sum[i]+=p_ji[i][j]*log2（phi_ij[i][j]）/log2（2.0）;

}

sum[i]=pow（2.0,sum[i]）;

p_j+=sum[i];

}

for（i=0;i

p_i[i]=sum[i]/p_j;

C_pre=C;

C=log2（p_j）/log2（2.0）;

}

while（fabs（C-C_pre）/C>DELTA）;

free（sum）;

sum=NULL;

fprintf（stdout,"Theiterationnumberis%d.\n\n",k）;

fprintf（stdout,"Thecapacityofchannelis%.6fbit/symbol.\n\n",C）;

fprintf（stdout,"Thebestinputprobabilitydistributionis:

\n"）;

for（i=0;i

fprintf（stdout,"%.6f",p_i[i]）;

fprintf（stdout,"\n"）;

for（i=s-1;i>=0;i--）

{

free（phi_ij[i]）;

phi_ij[i]=NULL;

}

free（phi_ij）;

phi_ij=NULL;

for（i=r-1;i>=0;i--）

{

free（p_ji[i]）;

p_ji[i]=NULL;

}

free（p_ji）;

p_ji=NULL;

free（p_i）;

p_i=NULL;

free（p_i）;

p_i=NULL;

exit（0）;

}

唯一可译码判决准则

#include

#include

#include

structstrings

{

char*string;

structstrings*next;

};

structstringsFstr,*Fh,*FP;

//输出当前集合

voidoutputstr（strings*str）

{

do

{

cout<string<

str=str->next;

}while（str）;

cout<

}

inlineintMIN（inta,intb）

{returna>b?

b:

a;}

inlineintMAX（inta,intb）

{returna>b?

a:

b;}

#definelength_a（strlen（CP））

#definelength_b（strlen（tempPtr））

//判断一个码是否在一个码集合中，在则返回0，不在返回1

intcomparing（strings*st_string,char*code）

{

while（st_string->next）

{

st_string=st_string->next;

if（!

strcmp（st_string->string,code））

return0;

}

return1;

}

//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

voidhouzhui（char*CP,char*tempPtr）

{

if（!

strcmp（CP,tempPtr））

{

cout<<"集合C和集合F中有相同码字:

"<

<

<<"不是唯一可译码码组!

"<

exit

（1）;

}

if（!

strncmp（CP,tempPtr,MIN（length_a,length_b）））

{

structstrings*cp_temp;

cp_temp=new（structstrings）;

cp_temp->next=NULL;

cp_temp->string=newchar[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（intk=MIN（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;

}

}

}

voidmain（）

{

//功能提示和程序初始化准备

cout<<"\t\t唯一可译码的判断!

\n"<

structstringsCstr,*Ch,*CP,*tempPtr;

Ch=&Cstr;

CP=Ch;

Fh=&Fstr;

FP=Fh;

charc[]="C:

";

Ch->string=newchar[strlen（c）];

strcpy（Ch->string,c）;

Ch->next=NULL;

charf[]="F:

";

Fh->string=newchar[strlen（f）];

strcpy（Fh->string,f）;

Fh->next=NULL;

//输入待检测码的个数

intCnum;

cout<<"输入待检测码的个数:

";

cin>>Cnum;

cout<<"输入待检测码"<

for（inti=0;i

{

cout<

";

chartempstr[10];

cin>>tempstr;

CP->next=new（structstrings）;

CP=CP->next;

CP->string=newchar[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）;

structstrings*Fbegin,*Fend;

Fend=Fh;

while

（1）

{

if（Fend==FP）

{

cout<<"是唯一可译码码组!

"<

exit

（1）;

}

Fbegin=Fend;

Fend=FP;

CP=Ch;

while（CP->next）

{

CP=CP->next;

tempPtr=Fbegin;

for（;;