1、信息论与编码课程设计报告姓名：时旭东专业: 电科 10-01学号：311008002320指导老师：成凌飞完成日期：2013.03.20目录一课程描术。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1二设计原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。2
2、三设计内容。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。3四总结。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。22五参考文献。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
3、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。23一课程设计教学目的通过本次课程设计的练习，使学生进一步巩固信源熵、信源编码的基本原理，掌握具体的编码方法，熟悉编程软件的使用，培养学生自主设计、编程调试的开发能力，同时提高学生的实践创新能力。二题目一：判断唯一可译码一设计要求：利用尾随后缀法判断任意输入的码是否为唯一可译码。二题目分析： 设计一个程序实现判断输入码组是否为唯一可译码这一功能。在我们学习使用了克劳夫特不等式之后，知
4、道唯一可译码必须满足克劳夫特不等式。但是克劳夫特不等式仅仅是存在性的判定定理，即该定理不能作为判断一种码是否为唯一可译码的依据。也就是说当码字长度和码符号数满足克劳夫特不等式时，则必可以构造出唯一可译码，否则不能构造出唯一可译码。因此我们必须找到一种能够判断一种码是否为唯一可译码的方法尾随后缀法。三算法分析：尾随后缀法算法描述：设 C 为码字集合，按以下步骤构造此码的尾随后缀集合 F：(1) 考查 C 中所有的码字，若 Wi 是 Wj 的前缀，则将相应的后缀作为一个尾随后缀放入集合 F0 中；(2) 考查 C 和 Fi 两个集合，若 Wj C 是 WiFi 的前缀或 Wi Fi 是Wj C 的
5、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，则算法终止，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。在我们设计的算法中，需要注意的是我们需要的是先输出所有尾随后缀的集合，然后再判断该码是否是唯一可译码，即如 F 中出现了 C 中的元素，则 C 不是唯一可译码，否则若 F 中没有出现新的元素，则 C 为唯一可译码。而不是 F 中出现 C 中的元素就终止，这也是在本题的要求中需要注意的问题。简明流程图开始四概要设计：由于需要判断尾随后缀，所以我们需要反复的比较 C 和 F
6、中的码字。1） 首先我们用一个 b4040的数组来存放所有的尾随后缀的集合；用 Q记录所有尾随后缀的个数；2） 用数组 a4040来存放输入的码字，L50 来存放码字的长度；通过一个双重循环并调用 Hz（ai,aj,Li,Lj ）函数来找到 a4040中的为随后缀，即：for(i=0;iLj;通过循环调用即可找到 b4040中的所有尾随后缀，最后再将他们分别存放在 b4040中；即通过for(i=0;iLi)Hz(ai,bj,Li,k2);6） 在反复调用 Hz(ai,aj,Li,Lj)函数中如果 b4040中有重复出现的，即尾随后缀相同的不用再次放入 b4040中。7） 在调用函数中所需要注
7、意的问题就是一个比较的问题，也就是实现 6）中所提到的。五测试结果5.1、测试数据为 0 10 1100 1110 1011 11015.2、测试数据为 110 11 100 00 10五、源代码#include#includechar b4040;int Q;void Hz(char c,char d,int L1,int L2)int i,j,temp=0;char m50;for(i=0;i0)for(i=0;iLk)Hz(ak,bj,Lk,k2);printf(“尾随后缀集合为:“);for(i=0;i1) /*避免总概率大于 1*/ cout“概率大于 1，请重新输入“endl;fo
8、r(i=0;in;i+)Di=3.322*(-log10(hti.weight);hi=hti.weight*Di; /*各信源的熵*/H=H+hi; CreateHT(ht,n); /*生成哈夫曼树*/CreateHCode(ht,hcd,n); /*生成哈夫曼编码*/cout“哈夫曼编码如下：“endl;for(i=0;in;i+) printf(“%s: “,hti.data);for(j=hcdi.start;j=n;j+)printf(“%c“,hcdi.cdj);printf(“n“);cout“下面将计算该码的平均码长、编码效率：“endl;average_length=0;fo
9、r(i=0;in;i+)average_length+=hti.weight*(n-hcdi.start+1); /*计算该信源的平均码长*/cout“平均编码长度: K=“average_lengthendl;R=H/average_length; /*编码效率*/cout“编码效率: R=“Rendl; return 0;2截图图 3 程序运行结果总 结在这次课程设计中，通过对程序的编写，调试和运行，使我更好的掌握了Huffman 树等数据结构方面的基本知识和各类基本程序问题的解决方法，熟悉了各种调用的数据类型，在调试和运行过程中，加深我对程序运行的环境了解和熟悉的程度，同时也提高了我对程
10、序调试分析的能力和对错误纠正的能力。这次信息论与编码的程序设计，对于我来说是一个挑战。我对数据结构的学习在程序的设计中也有所体现。课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程，锻炼学生的逻辑思维能力和实践能力，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在整个课程程序中，我们充分应用和调用各个程序模块，从而部分实现了此次程序设计的所应该有的功能。就是我在课程设计是比较成功的方面，而在这个过程中，让我感觉收获最大的就是我们都能利用这次课程设计学到很多我们在课本上没有的知识，充分的发挥了我们的主动性，使我们学会了自主学习，和独立解决问题的能力。很多程序在结构上是独
11、立的，但是本此设计的程序功能不是零散的，它有一个连接是的程序是一个整体，达到这种统一体十分重要，因为这个输出连接是贯穿始终的。这次的程序软件基本上运行成功，可以简单的输入进行压缩，并且运用简单的数字告诉程序的操作者下一步该如何进行，使得程序规模相对较小，即功能还不很全面，应用也不很普遍。原来数据结构可以涉及很多知识，而不是枯燥无聊的简单的代码部分而已，利用数据结构方面的知识，我们可以设计出更完善的软件。总而言之，这次数据结构课程设计让我们感触很深，使我们每个人都了解到学习不应该只局限于课本，因为课本上告诉我们的只是很有限的一部分，只是理论上的死知识，所涉及的范围也是狭窄的。我们若想在有限的范围
12、内学习到无限的知识，就要我们自己懂得争取，懂得自学，懂得充分利用身边的任何资源。在我们的程序中有一部分查找许多该方面的资料，我竭力将所获得的信息变成自己的资源。我动手上机操作的同时，在了解和看懂的基础上对新学的知识进行改进和创新，但是在我们的程序软件中还有很多的不足，需要加以更新。通过这次课程设计，我们都意识到了自己动手实践的弱势，特别是在编程方面，于是我们知道了计算机的实践操作是很重要的，只有通过上机编程才能充分的了解自己的不足。通过这次的课程设计，我们深刻意识到自己在学习中的弱点，同时也找到了克服这些弱点的方法，这是在此活动中得到的一笔很大的财富。在以后的时间中，我们应该利用更多的时间去上机实验，多编写程序，相信不久后我们的编程能力都会有很大的提高，能设计出更多的更有创新的软件。同时也感谢老师给我们这次机会，发现自身存在的缺点与不足，从而在以后的大学生活中更好的提升和完善自我。参考文献1 傅祖芸.信息论基础理论与应用（第二版）.北京：电子工 业出版社，2007.52 傅祖芸.信息论基础.北京：电子工业出版社，19893 R W 汉明.朱雪龙译.编码和信息理论.北京：科学出版社，19844 王育民，梁传甲.信息与编码理论.西安：西安电子科技大学出版社，19865 周炯槃.信息理论基础.北京：人民邮电出版社，19836 钟义信.信息科学原理.北京：北京邮电大学出版社，1996
