香农编码C程序及演示结果

￡神魔★判官ぃ 2022-08-10 08:40 120阅读 0赞

香农编码

功能简介：首先输入信源符号的个数，然后输入各个信源符号的概率。（概率之和等于1）

主程序 ：                                                   李松林

\#include<stdio.h>        湖北师范学院

\#include<math.h>

\#define G 20

float a\[G\]=\{0\},P\[G\]=\{0\},tmp=0,m\[G\]=\{0\},k=0,H=0;

int K\[G\]=\{0\},i,j,N,s\[G\]\[G\];

void main()

\{

loop:printf("请输入信源符号个数N：");

scanf("%d",&N);

for(i=0;i<N;i++)

\{

scanf("%f",&a\[i\]);

tmp+=a\[i\];

\}

if(tmp<0.9999||tmp>1.0001)

\{

printf("输入的数据不符合要求,请重新输入\\n");

tmp=0;

goto loop;

\}

else

\{

for(i=0;i<N-1;i++)    //从大到小进行排序

for(j=i+1;j<N;j++)

\{

if(a\[i\]<a\[j\])

\{

tmp=a\[i\];

a\[i\]=a\[j\];

a\[j\]=tmp;

\}

\}

for(i=1;i<N;i++)     //求累加概率

for(j=0;j<i;j++)

P\[i\]+=a\[j\];

for(i=0;i<N;i++)

\{

m\[i\]=-log10(a\[i\])/log10(2.0);  //求出\-log p(ai)并保存在数组m里

for(j=0;j<10;j++)  //对存在数组m里的数进行取整（取不小于这个数的最小整数）

\{

if(m\[i\]==j)

\{

K\[i\]=j;

break;

\}

if(m\[i\]>j&&m\[i\]<j+1)

\{

K\[i\]=j+1;

break;

\}

\}

\}

for(i=0;i<N;i++)  //求码字

\{

tmp=P\[i\];

for(j=0;j<K\[i\];j++)

\{

tmp=tmp\*2;

if(tmp<1)

s\[i\]\[j\]=0;

else

\{

s\[i\]\[j\]=1;

tmp=tmp-1;

\}

\}

\}

for(i=0;i<N;i++)

\{

H+=a\[i\]\*m\[i\];  //求信源熵

k+=a\[i\]\*K\[i\];  //求平均码长

\}

printf("信源消息符号ai  符号概率p(ai)  累加概率Pi  -log p(ai)  码字长度Ki  码字\\n");

for(i=0;i<N;i++)

\{

printf("     a%d           %-4.2f            %-4.2f       %-4.2f          %d         ",i+1,a\[i\],P\[i\],m\[i\],K\[i\]);

for(j=0;j<K\[i\];j++)

printf("%d",s\[i\]\[j\]);

printf("\\n");

\}

printf("信源熵H=%5.3f bit/符号    香农码的平均码长k=%5.3f 码元/符号    编码效率n=%4.1f%% \\n",H,k,100\*(H/k));

\}

\}

第一次输入：6    0.32  0.22  0.18  0.16  0.08  0.04

结果：

![Center][]

第二次输入：7    0.20  0.19  0.18  0.17  0.15  0.10  0.01

结果：

![Center 1][]

第三次输入：8    0.1   0.18  0.4   0.05  0.06  0.1   0.07  0.04

结果：

![Center 2][]

[Center]: /images/20220731/d4aeb9e9fccb4696b5f5ff41da51b063.png
[Center 1]: /images/20220731/4db4fa1f0c18444fbdcc5c91a4fe2f17.png
[Center 2]: /images/20220731/cd676c3af42c4141a48af8c19dc10005.png

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