信源熵值计算实验报告

实验一.信源熵值计算

1.实验目的

进一步熟悉信源熵值的计算

掌握编程语言字符处理程序的设计和调试技术

2.实验要求

已知：信源符号为英文字母（不区分大小写）和空格。

输入：一篇英文的信源文档。

输出：给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布，以及该信源的熵。

3.程序流程

第一步：打开一个名为“guojia ”的TXT 文档，读入一篇英文文章存入一个数组temp ，为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S ，计算该数组中每个字母与空格的出现次数(遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数)，每出现一次该字符的计数器+1；

第二步：计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率；

最后，通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值（本程序中单位为奈特nat ）。

程序流程图：

↓

4.程序如下：

#include"stdio.h"

#include

#include

#define N 1000

int main(void)

{

char s[N];

int i,n=0;

float num[27]={0};

double result=0,p[27]={0};

FILE *f;

char *temp=new char[485];

f=fopen("guojia.txt","r");

while (!feof(f)) {

fread(temp,1, 486, f);}

fclose(f);

s[0]=*temp;

for(i=0;i

{

s[i]=temp[i];

}

for(i=0;i

{

if(s[i]==' ')

num[26]++;

else if(s[i]>='a'&&s[i]<='z')

num[s[i]-97]++;

else if(s[i]>='A'&&s[i]<='Z')

num[s[i]-65]++;

}

printf("文档中各个字母出现的频率:\n"); for(i=0;i<26;i++)

{

p[i]=num[i]/strlen(s);

printf("%3c:%f\t",i+65,p[i]);

n++;

if(n==3)

{

printf("\n");

n=0;

}

}

p[26]=num[26]/strlen(s);

printf("空格:%f\t",p[26]);

printf("\n");

for(i=0;i<27;i++)

{

if (p[i]!=0)

result=result+p[i]*log(p[i]);

}

result=-result;

printf("信息熵为:%f",result);

printf("\n");

return 0;

}

运行结果如下：

其中guojia.txt中的文档如下：

There is no hate without fear. Hate is crystallized fear, fear’s dividend, fear objectivized. We hate what we fear and so where hate is, fear is lurking. Thus we hate what threatens our person, our vanity and our dreams and plans for ourselves. If we can isolate this element in what we hate we may be able to cease from hating.

5.程序优点：

本程序可以打开文档进行统计，不必运行程序时重新输入文档，节省时间并且避免了一定的输入错误。