用matlab实现香农编码的代码

在MATLAB中，香农编码通常用于信息论中的熵编码，如霍夫曼编码。以下是一个简单的示例，展示如何使用MATLAB实现二进制霍夫曼编码，这是一个基本的香农编码变种：

function [codebook, encoded] = shannon_encoding(data)
    % 初始化频率计数
    freq = zeros(1, 256);  % 假设数据是8位ASCII字符
    for char = data
        freq(char) = freq(char) + 1;
    end
    
    % 构建霍夫曼树并生成码字
    nodes = cell(1, freq.sum);
    for i = 1:length(freq)
        if freq(i) > 0
            nodes{i} = struct('freq', freq(i), 'left', [], 'right', []);
        end
    end
    while length(nodes) > 1
        [min_freq, min_node] = min([nodes{:}.freq]);
        nodes{end+1} = struct('freq', 0, 'left', min_node, 'right', []);
        for n = find(nodes == min_node)
            nodes{n}.freq = 0;
            nodes{n}.left.parent = end;
            nodes{n}.right.parent = end;
            nodes{end+1} = struct('freq', nodes{n}.freq + nodes{n+1}.freq, ...
                'left', nodes{n}, 'right', nodes{n+1});
            nodes(n:end) = [];
        end
    end

    % 码字映射
    codebook = containers.Map(num2str((1:length(nodes))'), nodes{1:end-1}.left.code);
    
    % 编码
    encoded = '';
    for char = data
        encoded = [encoded, codebook(char)];
    end
end

% 示例用法
data = ['Hello, World!'];
[codebook, encoded_data] = shannon_encoding(double(data));
disp(['Codebook: ', mat2str(codebook)]);
disp(['Encoded data: ', encoded_data]);

这个代码首先计算输入数据中每个符号的出现频率，然后构建霍夫曼树并生成对应的编码。`shannon_encoding`函数返回一个码字表`codebook`和编码后的字符串`encoded_data`。