C语言实现算术编码

"本文介绍了一个实现算术编码的C语言程序，用于信息论与编码实验。程序能够正确运行，提供输入字符权值的功能，并进行算术编码操作。" 算术编码是信息压缩的一种方法，它利用概率模型对数据进行编码，尤其适用于熵编码。在给定的C语言程序中，算术编码的实现主要包括两个主要部分：输入过程和编码过程。 1. **输入过程**： - 用户可以输入一系列字符及其相应的权值，权值代表字符在数据源中出现的概率。输入以字符'#'结束。 - 权值被归一化，使得所有字符的概率之和为1，这符合概率分布的特性。 - 计算每个字符的低界（chLow）和高界（chHigh），这两个值定义了字符在概率区间内的位置，用于后续编码步骤。 - 在输入完成后，程序会打印出所有字符、其权值、对应的低界和高界，以便于验证和理解。 2. **编码过程**： - `findCh`函数用于查找字符串中的字符在输入字符数组中的位置，返回对应的索引。如果字符不在数组中，则返回-1，表示错误。 - `Arithmetic`函数执行实际的算术编码。它初始化范围（range）为1.0，表示整个编码空间，以及低界（low）为0.0。然后，对于字符串中的每个字符，根据其在概率分布中的位置更新范围。 - 程序未完成，因为代码在循环内部突然中断，缺少编码过程的完整逻辑。通常，编码会涉及将当前字符的高界与范围的低界比较，通过调整编码器的状态（low和high）来逐步缩小范围，并跟踪编码的进度。 在完整的算术编码中，当处理完所有字符后，编码结果通常会是一个浮点数，这个浮点数表示了经过概率空间一系列调整后的编码位置。为了存储和传输，这个浮点数需要进一步转换成二进制表示，通常是通过固定点或浮点格式。 由于代码片段不完整，实际的编码细节（如如何处理编码范围溢出、如何输出编码结果等）没有给出。要使程序完全工作，需要补充编码过程中的缺失部分，例如将编码结果转化为二进制表示并存储，以及解码过程以恢复原始数据。 这个C语言程序提供了一个学习和理解算术编码基础概念的起点，但需要进一步完善才能成为一个完整的编码和解码系统。