前一段时间有一个课程，需要自己实现两种无算编码方式，并比较其效率，这确实是难倒我了，在网上找了几个但是实在不看不懂别人的程序，只能硬着头皮自己写，大概的效果还好吧，需要的人可以借鉴一下
完整的代码和文件，还有实验报告我提供在百度云上，请到最后的位置下载，如果可以的话大家多多支持啊~
第一个是huffman编码（matlab代码）
function [code,efficent,codetable,time] = Huffmanencode(text,type)
%HUFFMANENCODE 此处显示有关此函数的摘要
% 此处显示详细说明
% text为输入文本 type文本类型 按照实验要求1标识英文 0标识汉语
% code编码符号 efficent压缩率 codetable码表 time耗时
%huffuman编码
t1=clock;
Hztar=[' '];
Hznum=[0];
%读取文本
target=text;
%strrep(english,' ','>') ;
for i=1:length(target);
%target(i)
if target(i)==' '
Hznum(1)=Hznum(1)+1;
elseif strfind(Hztar,target(i))>0
position=strfind(Hztar,target(i));
Hznum(position)=Hznum(position)+1;
else
Hztar=[Hztar,target(i)];
Hznum=[Hznum;1];
end
end
%符号数
numstar=length(Hznum);
%编码表
codetable=cell(2,numstar);
%保存好对应的符号与个数
oritable=cell(2,numstar);
for i=1:numstar
codetable{1,i}=Hztar(i);
codetable{2,i}='';
oritable{1,i}=Hztar(i);
oritable{2,i}=Hznum(i);
end
%根据是否只剩下最后两个判断是否完成编码
while (length(find(Hznum==100000))<=numstar-2)
%编码选择符号 两个
select=[0,0];
num=[0,0]; %频数
posi=-1; %记录位置
tempp=find(Hznum==min(Hznum)); %找第一个最小
select(1)=tempp(1);
numz(1)=Hznum(tempp(1));
Hznum(tempp(1))=100000; %大幅度提升频数 不让参与下次分配
tempp=find(Hznum==min(Hznum)); %找第二个
select(2)=tempp(1);
numz(2)=Hznum(tempp(1));
Hznum(tempp(1))=100000; %大幅度提升频数 不让参与下次分配
Hznum(select(1))=numz(2)+numz(1); %将两个合成一个节点 保存在左侧子树
%组合成为一个二叉树
%进行倒序编码 第一个编码0 第二个为1
for p=1:2
str=oritable{1,select(p)};
for j=1:length(str);
%找出每个位置 增加前面的根节点编码
for k=1:numstar
if (codetable{1,k}==str(j));
posi=k;
break;
end
end %位置遍历完毕
codetable{2,posi}=[num2str(p-1),codetable{2,posi}]; %扩充编码
end
end
%组合新的节点符号与频数
oritable{1,select(1)}=[oritable{1,select(1)},oritable{1,select(2)}];
oritable{2,select(1)}=Hznum(select(1));
end
%编码原文
code='';
a=[];
posi=0;
for h=1:length(target)
%a=[a,find(Hztar==english(h))];
posi=find(Hztar==target(h));
code=[code,codetable{2,posi}];
l1=length(codetable(1,:));
end
t4=clock;
%计算效率 编码后长度算上码表的
nowlength=length(code); %编码长度
if type==1
origainlength=7*length(target);
% nowlength=nowlength+l1*7+sqrt(length(target))*length(codetable(1,:));%算上面表里的字符和编码
else
origainlength=16*length(target);
% nowlength=nowlength+l1*16+sqrt(length(target))*length(codetable(1,:));
end
efficent=nowlength/origainlength
time=etime(t4,t1);
endfunction [decode,time] = Huffmandecode(codetable,code)
%HUFFMANDECODE 此处显示有关此函数的摘要
% 此处显示详细说明
% codetable编码表 code编码信息序列
%译码
t1=clock;
decode='';
unfinish=1;
while(unfinish)
flag=0;
%循环取更长的码 直到可以翻译
for o=1:length(code)
str=code(1:o);
%寻找是否存在译码
for p=1:length(codetable)
%找到则译码
if strcmp(codetable{2,p},str)
decode=[decode,codetable{1,p}];
flag=1;
break;
end
end
if flag==1; %这次的找到了 跳出for进行下一个
if length(code)-o==0 %判断是否完全以译码
unfinish=0;
else %截断后继续 %第一次截错了 code=code(o+1:length(code)-o); 这是长度 不是下标
code=code(o+1:length(code));
end
break;
end
end %找到了一个 继续下一个
end
t2=clock;
time=etime(t2,t1);
end第二个选择的是算术编码
function [code,numcode,efficent,codetable,time] = Arithmeticencode(text,type)
%ARITHMETICENCODE 算数编码函数
% text为输入文本 type文本类型 按照实验要求1标识英文 0标识汉语
% code编码符号 numcode每个编码符号标识的符号个数 efficent压缩率 codetable码表 time耗时
t1=clock;
Hztar=[' '];
Hznum=[0];
%读取文本
target=text;
%strrep(english,' ','>') ;
for i=1:length(target);
%target(i)
if target(i)==' '
Hznum(1)=Hznum(1)+1;
elseif strfind(Hztar,target(i))>0
position=strfind(Hztar,target(i));
Hznum(position)=Hznum(position)+1;
else
Hztar=[Hztar,target(i)];
Hznum=[Hznum;1];
end
end
%符号数
numstar=length(Hznum);
%保存好对应的符号与个数
all=sum(Hznum);
oritable=cell(3,numstar+1);
for i=1:numstar %计算每个符号的起始左端点概率 和间隔长度
oritable{1,i}=Hztar(i);
if i==1
oritable{2,i}=0;
else
oritable{2,i}=sum(Hznum(1:i-1))/all;
end
oritable{3,i}=Hznum(i)/all;
end
oritable{1,numstar+1}='&'; %扩充最后一个用于解码
oritable{2,numstar+1}=10;
oritable{3,numstar+1}=1;
code=[];
numcode=[];
unfinish=1;
pos=1; %记录编码位置
l=length(target); %记录总长度
while(unfinish)
num=0; %记录该数字编码的符号数目
a=[0,1];
sub=a(2)-a(1);
for p=pos:l %从上一个编码结束的位置继续编码
findstr=find(Hztar==target(p)); %找字符位置
Pra=oritable{2,findstr}; %获得字符左端点概率
Len=oritable{3,findstr}; %获取间隔长度
a(1)=sub*Pra+a(1);
a(2)=sub*Len+a(1);
sub=a(2)-a(1);
num=num+1;
if(p+1>l) %如果所有符号编码完成就结束 保留最后一轮记录
unfinish=0;
sub=0.000000000001; %强制保存最后一个编码
end
if(sub<=0.000000000001) %如果i编码到一定极限就完成这轮
log=sum(a)/2;
code=[code,log];
numcode=[numcode,num];
pos=p+1; % 计算下一轮编码初始位置
break;
end
end %一个编码循环
end
codetable=oritable;
t2=clock;
time=etime(t2,t1);
codelength=15*length(code); %编码长度
%方法同huffman 计算码表的长度
cl=length(oritable(1,:));
if type==1 %计算压缩率 1英语
oril=3*length(target);
% codelength=codelength+cl*(5+3); %(每个编码符号的字符 概率)
else
oril=5*length(target);
% codelength=codelength+cl*(15+5);
end
efficent=codelength/oril %压缩率
endfunction [decode,time] = Arithmeticdecode(code,numcode,oritable)
%ARITHMETICDECODE 算数解码
% code编码符号集合 numcode每个编码标识的符号数 oritable码表
% decode解码数据 time解码时间
%解码循环
t1=clock;
decode='';
for ne=1:length(code)
a=[0,1]; %每次解码重新置默认
sub=a(2)-a(1);
for i=1:numcode(ne) %需要解码的个数 根据编码给出的信息解码对应的个数
for p=2:length(oritable(1,:)) %因为找第一个比它大的 所以可以直接从第二个开始
Pra=oritable{2,p}; %获得字符左端点概率
% Len=oritable{3,p}; %获取间隔长度
newpoint=sub*Pra+a(1);
if code(ne)<newpoint %比较子区间所在位置 ！！注意p-1才是正确的区间
decode=[decode oritable{1,p-1}]; %解码一个字符
Pra=oritable{2,p-1};
Len=oritable{3,p-1}; %获取间隔长度
a(1)=sub*Pra+a(1); %计算新的区间
a(2)=sub*Len+a(1);
sub=a(2)-a(1);
break;
end
end
end
end
t2=clock;
time=etime(t2,t1);
end对于两个最后的实验比较，代码如下
% clc
% clear
%---------设置英文汉语编码选项--------
type=0; %1英文 0汉语
if type==1
load ('english','english');
MSG=english;
else
load('chinese','chinese');
MSG=chinese;
end
a=zeros(4,101);
% for ci=1:100
%Huffman 编码解码
[code,efficenth,codetable,timeen]=Huffmanencode(MSG,type); %编码
[DMSG,timede]=Huffmandecode(codetable,code); %解码
% a(1,ci+1)=timeen;
% a(3,ci+1)=timede;
%算数编码解码
[code,numcode,efficenta,codetable,timearen]=Arithmeticencode(MSG,type); %编码
[decode,timearde]=Arithmeticdecode(code,numcode,codetable);
% a(2,ci+1)=timearen;
% a(4,ci+1)=timearde;
% %性能计算函数
% end
finish=1; %是否解码正确
for k=1:length(decode)
if DMSG(k)~=decode(k)
finish=0;ss=k;
break;
end
end
if finish
%length(DMSG)==length(decode)&&length(decode)==length(MSG)
disp('-----编解码完全匹配-----');
disp(strcat('霍夫曼编解码时间为',num2str(timeen),'s____',num2str(timede),'s 压缩率为',num2str(efficenth)));
disp(strcat('算数编解码时间为',num2str(timearen),'s____',num2str(timearde),'s 压缩率为',num2str(efficenta)));
end
这个过程中，真的是考验我的逻辑思维啊，我想说太难了，最后的结果也还好，可以完美的运行。完整的代码和文件，还有实验报告我提供在百度云上
链接: https://pan.baidu.com/s/13bYZobHWlW2UhZy5Xg-rOQ 密码: huzf
test.m就是测试的文件，大家可以跑一下，我这水平还很差。。不要介意