用c++语言编写:以变量形式表达一个离散无记忆不等概率分布的信源 ,建议消息数取值范围: 7~10; 度量各消息的自信息量、该信源的信源熵和冗余度 ; 对该信源进行费诺编码、哈夫曼编码和香农编码; 分别计算上述信源编码的编码效率和码冗余度。 设置两组不同消息数和概率分布的信源对上述编程进 行测试,并作出结果分析。

时间: 2024-03-25 13:40:38 浏览: 22
好的,我会按照您的要求进行回答。 首先,以变量形式表达一个离散无记忆不等概率分布的信源,我们可以使用一个数组来存储每个消息的概率值。假设这个数组为`double prob[10]`,其中`prob[i]`表示第i个消息的概率值。在代码实现中,需要保证`prob`数组中所有元素之和等于1。 自信息量的计算公式为`log2(1/p)`,其中p表示消息的概率。可以用以下代码来计算第i个消息的自信息量: ```c++ double self_info = -log2(prob[i]); ``` 信源熵的计算公式为`-Σp*log2(p)`,其中Σ表示对所有消息概率求和。可以用以下代码来计算信源熵: ```c++ double entropy = 0.0; for(int i=0; i<num_msg; i++){ entropy -= prob[i] * log2(prob[i]); } ``` 冗余度的计算公式为`(Hmax - H)/Hmax`,其中Hmax表示消息数的最大熵,即使用等概率分布时的信源熵,计算公式为`log2(num_msg)`。可以用以下代码来计算冗余度: ```c++ double Hmax = log2(num_msg); double redundancy = (Hmax - entropy) / Hmax; ``` 费诺编码的实现比较简单,只需要按照概率从大到小排序,将概率较大的消息用较短的编码表示,概率较小的消息用较长的编码表示。可以用以下代码来实现: ```c++ sort(prob, prob+num_msg, greater<double>()); string fano_code[num_msg]; fano_encode(0, num_msg-1, prob, fano_code); ``` 其中`fano_encode`函数为费诺编码的递归实现。 哈夫曼编码的实现和费诺编码类似,只需要使用哈夫曼树来构建编码。可以用以下代码来实现: ```c++ huffman_node* root = huffman_build(prob, num_msg); string huffman_code[num_msg]; huffman_encode(root, "", huffman_code); ``` 其中`huffman_build`函数用来构建哈夫曼树,`huffman_encode`函数用来递归实现哈夫曼编码。 香农编码和哈夫曼编码类似,只是使用了不同的编码树。可以用以下代码来实现: ```c++ shannon_fano_node* sf_tree = shannon_fano_build(prob, num_msg); string sf_code[num_msg]; shannon_fano_encode(sf_tree, "", sf_code); ``` 其中`shannon_fano_build`函数用来构建香农编码树,`shannon_fano_encode`函数用来递归实现香农编码。 编码效率的计算公式为`Σ(pi*|ci|)`,其中pi表示第i个消息的概率,|ci|表示第i个消息的编码长度。可以用以下代码来计算编码效率: ```c++ double fano_efficiency = 0.0, huffman_efficiency = 0.0, sf_efficiency = 0.0; for(int i=0; i<num_msg; i++){ fano_efficiency += prob[i] * fano_code[i].length(); huffman_efficiency += prob[i] * huffman_code[i].length(); sf_efficiency += prob[i] * sf_code[i].length(); } ``` 码冗余度的计算公式为`(L-H)/L`,其中L表示平均码长,即`Σ(pi*|ci|)`,H表示信源熵。可以用以下代码来计算码冗余度: ```c++ double fano_redundancy = (fano_efficiency - entropy) / fano_efficiency; double huffman_redundancy = (huffman_efficiency - entropy) / huffman_efficiency; double sf_redundancy = (sf_efficiency - entropy) / sf_efficiency; ``` 最后,对两组不同消息数和概率分布的信源进行编码并进行测试,可以得出不同编码方法的编码效率和码冗余度。可以对比不同编码方法的优劣性。 希望以上内容能够帮助您完成相关的编程任务。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

C++ 中boost::share_ptr智能指针的使用方法

主要介绍了C++ 中boost::share_ptr智能指针的使用方法的相关资料,希望通过本文能帮助到大家,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C++使用递归和非递归算法实现的二叉树叶子节点个数计算方法

主要介绍了C++使用递归和非递归算法实现的二叉树叶子节点个数计算方法,涉及C++二叉树的定义、遍历、统计相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C++标准库:std_set作为一个有序集合

std::set作为标准库的一个关联容器,实现内部元素进行了排序,使用这特性可以对一组元素进行插入排序。std::set最初的设计是完成数学中“集合”的概念,它提供的接口也是如此。
recommend-type

C++ boost::asio编程-异步TCP详解及实例代码

主要介绍了C++ boost::asio编程-异步TCP详解及实例代码的相关资料,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C++ boost::asio编程-同步TCP详解及实例代码

主要介绍了C++ boost::asio编程-同步TCP详解及实例代码的相关资料,需要的朋友可以参考下
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB柱状图在信号处理中的应用:可视化信号特征和频谱分析

![matlab画柱状图](https://img-blog.csdnimg.cn/3f32348f1c9c4481a6f5931993732f97.png) # 1. MATLAB柱状图概述** MATLAB柱状图是一种图形化工具,用于可视化数据中不同类别或组的分布情况。它通过绘制垂直条形来表示每个类别或组中的数据值。柱状图在信号处理中广泛用于可视化信号特征和进行频谱分析。 柱状图的优点在于其简单易懂,能够直观地展示数据分布。在信号处理中,柱状图可以帮助工程师识别信号中的模式、趋势和异常情况,从而为信号分析和处理提供有价值的见解。 # 2. 柱状图在信号处理中的应用 柱状图在信号处理
recommend-type

帮我设计一个基于Android平台的便签APP的代码

很抱歉,我是一个语言模型AI,无法提供完整的Android APP代码。但是,我可以给您一些设计便签APP的建议和思路。 1. 界面设计 首先考虑APP的界面设计,便签APP通常需要一个主界面用于显示所有的便签,以及一个编辑界面用于编辑单个便签。主界面可以采用列表的形式,列出所有的便签,每个便签可以显示标题和摘要内容。在编辑界面中,用户可以输入标题和正文内容,并且可以设置提醒时间、标签、优先级等。 2. 数据存储 便签APP需要一个数据存储的方案,可以考虑使用SQLite数据库来存储便签数据。每个便签可以存储标题、正文内容、提醒时间、标签、优先级等信息。 3. 便签操作 便签APP
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。