实现曼彻斯特码编码及解码的功能

曼彻斯特编码是一种数据传输编码技术，主要用于提高信号传输的可靠性，特别适合于串行通信中。它将每个比特的信息编码成两个电平变化，使得每个码元都有明显的上升沿或下降沿，而不仅仅是高电平或低电平。曼彻斯特编码有以下几个关键特征：

1. **交替反转**：连续的0变为1时，信号上升；连续的1变为0时，信号下降。反之亦然。

2. **同步信息**：因为每一个比特都有明确的开始点，接收端可以通过检测上升沿或下降沿的位置轻松确定比特边界，无需额外的起始位或停止位。

实现曼彻斯特编码的过程主要包括两个步骤：
- **编码**: 对原始二进制数据，每输入一个二进制位，将其转换为两个电信号，比如第一个0变成上升沿，第二个0变成下降沿，以此类推。
- **解码**: 接收端通过检测信号的上升和下降来解析比特流，例如一个正向的信号变化表示从上一状态到下一状态，可以判断出是0变1还是1变0。

以下是简单的Python代码示例，展示了如何对二进制字符串进行曼彻斯特编码：

def manchester_encode(data):
    encoded = ''.join(['1' if c == '0' else '0' for c in data])
    return ''.join(['-' if bit == '0' else '+' for bit in encoded])

def manchester_decode(encoded_data):
    decoded = []
    for char in encoded_data:
        if char == '+':
            decoded.append('0')
        elif char == '-':
            decoded.append('1')
        elif char == '':
            decoded.append(None)
    return ''.join(decoded)

# 示例
data = '1010'
encoded = manchester_encode(data)
decoded = manchester_decode(encoded)