信息论与编码：C语言实现lz78算法

信息论实验：lz78编码和解码算法

实验目的：理解LZ78编码算法。
实验内容：写出程序，利用LZ78编码实现对某字符序列的二元压缩（二元压缩，即编成二进制序列），并能解压。
实验步骤：
1、压缩
（1）为字符序列中可能出现的字符进行二进制编码
（2）根据LZ78编码算法为字符序列分段；
（3）为各段分配二进制段号，并建立字典；
（4）为字符序列的各段进行二进制编码。
2、解压
（1）一边建立字典表，一边译码

仅仅是对序列的压缩

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#define SIZE 100typedef struct chcode{char ch[128];
}chcode;typedef struct { //记录每个段的短语 int p; //长度 char bits[1000];//每个段的二进制序列  char code[1000]; //编码
}word;typedef struct {// 数据字典 int dnum;     //段总数word list[1000];//数据字典 ,数组的下标的n位二进制就是段号
}dictionary;dictionary ifodic;
chcode evech;
int d1,d2;
//为什么二进制的数据不能很好地读取出来
int compresslz(char* ifo, char* compressifo){//分段，将每一段存入bits中 将原来ifo数组的每一个元素的ascall编码的二进制作为单子符的编码int index = 0,flag;int i,j,k, msglen;int len = 0;char c[8];char buf[512];word words;words.p = 0;ifodic.dnum = 0;len = strlen(ifo);msglen = len; //记录长度 printf("消息序列的长度是：%d\n", len);// 遍历消息序列将可能出现的字符编码，下标的n位二进制就是字符编码 len = 0;index = 0;while(ifo[index] != '\0'){c[0] = ifo[index++];
//      printf("c = %c\n",c[0]); //这里还是正常的 j = len;if(len>0) {for(i=0;i<j;i++) {if(c[0] == evech.ch[i]){break;} if(i == j-1){evech.ch[len++] = c[0];}}} else {evech.ch[len++] = c[0];}}d1 = ceil(log(len)/log(2));printf("字符编码的位数的d1 = %d\n",d1);len = 0;index = 0;c[0] = 0;words.bits[0] = '\0'; while(ifo[index]!='\0'){c[0] = ifo[index++];words.p += 1;strcat(words.bits, c); j = len;if(len > 0){for(i=1; i<=j; i++){if(ifodic.list[i].p == words.p){if(strcmp(ifodic.list[i].bits, words.bits) == 0){break;   }   }if(i==ifodic.dnum) {len++;ifodic.list[len].bits[0] = '\0'; //清空ifodic.list[len].p = words.p;strcat(ifodic.list[len].bits, words.bits);ifodic.dnum++;words.p = 0;words.bits[0] = 0; flag=index;}   }} else {len++;ifodic.list[len].bits[0] = 0; //清空ifodic.list[len].p = words.p ;strcat(ifodic.list[len].bits, words.bits);ifodic.dnum++;words.p = 0;words.bits[0] = 0;flag = index;}if(ifo[index] == '\0' && flag<msglen) {printf("\n无法再分段的：%s\n",ifo+flag);len++;ifodic.list[len].bits[0] = 0; //清空ifodic.list[len].p = words.p ;strcat(ifodic.list[len].bits, words.bits);ifodic.dnum++;words.p = 0;words.bits[0] = 0;flag = index;} }printf("段数 = %d\n", ifodic.dnum);//计算段的位数 d2 = ceil(log(ifodic.dnum)/log(2));printf("段的位数d2 = %d\n",d2);j=0;//为段编码for(i = 1;i <= ifodic.dnum; i++){buf[0] = 0;k = 0;if(ifodic.list[i].p == 1){ //对于单字符短语 for(int n=0;n < d2;n++) { //段号是0*n strcat(buf,"0");}strcat(ifodic.list[i].code, buf);//找到该字符的下标for(j = 0;j < strlen(evech.ch);j++) {if(ifodic.list[i].bits[0] == evech.ch[j]) break;  }itoa(j,buf,2);//将代表字符编码的下标转成二进制 len=strlen(buf);for (int n = d1;n>len; n--) {strcat(ifodic.list[i].code,"0"); //不够d1位补0 }strcat(ifodic.list[i].code, buf);printf("%s：%s\n",ifodic.list[i].bits,ifodic.list[i].code);} else { //对于两个字符及以上的短语的编码for(index = 1;j<i;index++) {if(ifodic.list[i].p - 1 == ifodic.list[index].p ) {if(memcmp(ifodic.list[i].bits,ifodic.list[index].bits,ifodic.list[index].p) == 0) break;}}itoa(index,buf,2);len=strlen(buf);for (int n = d2;n>len; n--) {strcat(ifodic.list[i].code,"0"); //不够d2位补0 }strcat(ifodic.list[i].code, buf);// 找到短语中最后一个字符的编码c[0] = 0;buf[0] = 0;strcat(c,ifodic.list[i].bits + ifodic.list[index].p);for(j = 0;j < strlen(evech.ch);j++) {if(c[0] == evech.ch[j]) break;}itoa(j,buf,2);//将代表字符编码的下标转成二进制 len=strlen(buf);for (int n = d1;n>len; n--) {strcat(ifodic.list[i].code,"0"); //不够d1位补0 }strcat(ifodic.list[i].code, buf);printf("%s：%s\n",ifodic.list[i].bits,ifodic.list[i].code);} } //将段的编码保存compressifo[0] = '\0';for(i=1; i<=ifodic.dnum; i++) {strcat(compressifo,ifodic.list[i].code);}return 1;
}int bintodec(char *pbin) //将二进制字符串转化为10进制
{int ii=0;int result=0;while (pbin[ii]!=0){result=result*2+(pbin[ii]-'0');ii++;}return result;
}int uncompresslz(char* compressifo) {//构建字符字典 int i,j,index,len,k1,k2;char buf[512];char c[512];int num;num = d1 + d2;dictionary lzdic;lzdic.dnum = 0;index = 1;buf[0]=0;len = strlen(compressifo);printf("len=%d\n",len);for(i=0;i<len;){memset(buf, '\0', sizeof(buf));strncpy(buf,compressifo + i,d2); //取段号 printf("取得%s ", buf);//buf转化为10进制 k1 = bintodec(buf); printf("k1 = %d ",k1);memset(buf, '\0', sizeof(buf)); if(k1 == 0){ //单字符 strncpy(buf,compressifo+i+d2,d1);//对照字符编码表k2 = bintodec(buf);printf("ch2 = %c\n",evech.ch[k2]);lzdic.list[index++].bits[0] = evech.ch[k2];lzdic.list[index-1].bits[1] = '\0';lzdic.dnum++;} else { //多字符 strcat(lzdic.list[index].bits, lzdic.list[k1].bits );// 再找到最后一个字符 strncpy(buf,compressifo+i+d2,d1);k2 = bintodec(buf);printf("取得%s ", buf);printf("k2 = %d ",k2);//对照字符编码表c[0] = '\0';c[0] = evech.ch[k2];c[1] = '\0';printf(" ch2 = %c ",evech.ch[k2]);strcat(lzdic.list[index++].bits, c);printf("bits = %s\n",lzdic.list[index-1].bits); lzdic.dnum++;}i+=num;}printf("解码后的序列为：");for(i=1;i<=lzdic.dnum ;i++){printf("%s",lzdic.list[i].bits); }return 1;
}int main() {char ifomatoin[SIZE],compressifo[SIZE*10];printf("请输入消息序列："); scanf("%s", ifomatoin);printf("ifo = %s\n\n", ifomatoin); compresslz(ifomatoin,compressifo); printf("\n编码后的序列%s\n",compressifo);uncompresslz(compressifo);}

最后无法分段的部分不该成为一段的，不想改了。
C语言没学好，可能代码很乱。。。。。

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