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算术编码用c++的实现

51自学网 2015-09-06 http://www.51zixue.net

  算术编码在图象数据压缩标准(如jpeg,jbig)中扮演了重要的角色。在算术编码中,消息用0到1之间的实数进行编码。算术编码用到了两个基本的参数:符号的概率和它的编码间隔。信源符号的概率决定压缩编码的效率,也决定编码过程中信源符号的间隔,而这些间隔包含在0到1之间。编码过程中的间隔决定了符号压缩后的输出。

  算术编码需要输入的是符号,各个符号的概率还有需要编码的符号序列,根据概率可以算出初始编码间隔,先设几个变量在后面可用:High——当前编码的上限,Low——当前编码的下限,high——中间变量,用来计算下一个编码符号的当前间隔的上限,low——中间变量,用来计算下一个编码符号的当前间隔的下限,d——当前间隔之间的距离。第1个编码符号的当前间隔为其初始的编码间隔,第i个编码符号的当前间隔为第i-1个编码后的[Low,High),第i+1个编码符号的当前间隔算法如下:high=Low+d*第i+1个初始编码符号对应的上限,low=Low+d*第i+1个编码符号对应的下限,然后High=high,Low=low,d=d*第i个编码符号的概率。

  编码程序如下:

#include <iostream.h>
#define M 100
#define N 4
class suanshu
{
int count,length;
char number[N],n;
long double chance[N],c;
char code[M];
long double High,Low,high,low,d;
public:
suanshu()
  {High=0;Low=0;}
void get_number();
void get_code();
void coding();
~suanshu(){}
};

void suanshu::get_number()
{
cout<<"please input the number and its chance."<<endl;
for(int i=0;i<N;i++)
{
  cin>>n>>c;
  number[i]=n;
  chance[i]=c;
}
if(i==20)
  cout<<"the number is full."<<endl;
count=i;
}

void suanshu::get_code()
{
cout<<"please input the code''s length:";
cin>>length;
while(length>=M)
{
  cout<<"the length is too larger,please input a smaller one.";
  cin>>length;
}
for(int i=0;i<length;i++)
{
  cin>>code[i];
}
}

void suanshu::coding()
{
int i,j=0;
for(i=0;i<count;i++)
  if(code[0]==number[i]) break;
while(j<i)
  Low+=chance[j++];
d=chance[j];
High=Low+d;
for(i=1;i<length;i++)
  for(j=0;j<count;j++)
  {
   if(code[i]==number[j])
   {
    if(j==0)
    {
     low=Low;
     high=Low+chance[j]*d;
     High=high;
     d*=chance[j];
    }
    else
    {
     float chance_l=0.0;
     for(int k=0;k<=j-1;k++)
      chance_l+=chance[k];
     low=Low+d*chance_l;
     high=Low+d*(chance_l+chance[j]);
     Low=low;
     High=high;
     d*=chance[j];
    }
   }
   else continue;
  }
cout<<"the result is:"<<Low<<endl;
}

int main()
{
suanshu a;
a.get_number();
a.get_code();
a.coding();
return 0;
}

  本程序在VC6.0和xp专业版下运行通过,这是我个人第一次用c++写的比较完整的程序,还有些不尽人意的地方,比如变量和函数命名不太专业,以后会注意,慢慢也会好的。呵呵~

 

 

 
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