vc 编写出基于mfc界面的简单软件以实现压缩信源毕业设计（论文）（可编辑）

信息论基础课程设计报告书班级计算331姓名王宇200909014217设计题目课程设计软件设计时间至指导教师评语_评阅成绩评阅教师目录设计总说明1前言2第1章总体设计方案311软件结构设计3第2章算法思想及设计521香农编码5码思想5码算法设计622费诺编码6码思想6码算法设计7第3章软件详细设计831主界面设计832功能设计8码的实现8码的实现15档的链接22换的设计23第4章软件测试2641香农编码的测试26软件运行及结果测试2642费诺编码的测试27软件运行及结果测试2743测试结果29第5章总结30参考文献31附录32设计总说明早期的数据压缩起源于人们对概率的认识。当对文字信息进行编码时，如果为出现概率较高的字母赋予较短的编码，为出现概率较低的字母赋予较长的编码，平均编码长度就能缩短不少。著名的MORSE电码就是一个范例。信息NON曾指出，任何信息都存在冗余，冗余大小与信息中每个符号的出现概率（不确定性）有关。他所提出的无失真信源编码定理奠定了数据压缩的理论基础。数据压缩的目的就是要消除信息中的冗余，而信息熵及相关的定理恰恰用数学手段精确地描述了信息冗余的程度。本文主要采用香农编码方法来描述过程。本课程设计中用VC编写出基于MFC界面的简单软件以实现压缩信源的目的。软件应用香农编码的相关理论，经过比较系统合理的编程操作，实现可视化的窗口以方便用户使用。通过简单校验确保信源正确性，保证软件的可靠性。最终将结果保存为文档方便记录编码结果。通过让完成具体编码算法的程序设计和调试工作，达到提高编程能力和深刻理解编码理论的目的。培养我们使用计算机和查阅参考资料的能力，提高我们的基本设计能力。培养了理论联系实际和独立思考的能力。并激发我们的实际开发创造的意识和能力。培养和提高我们的自学能力以及综合运用所学理论知识去分析解决实际问题的能力。第1章总体设计方案软件结构设计软件功能结构图香农编码流程图费诺编码流程图第2章算法思想及设计21香农编码码思想设有离散无记忆信源1按信源符号的概率从大到小的顺序排列，为方便起见，可令23确定满足下列不等式的整数，并令为第个码字的长度4把用二进制表示，用小数点后的位作为的码字例有一单符号离散无记忆信源对该信源编二进制香农码编码过程码算法设计通过文本框输入信源符号及相应概率。用冒泡法将信源符号及概率依概率由大到小排序，计算其累加概率，用数学公式计算每个信源符号的。最后把结果写入列表控件中，以可视化方式显示编码结果。22费诺编码码思想设有离散无记忆信源1按信源符号的概率从大到小的顺序排队不妨设2将依次排列的信源符号按概率值分为两大组，使两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制码元“0”和“1”。3将每一大组的信源符号再分为两组，使划分后的两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制符号“0”和“1”。4如此重复，直至每个组只剩下一个信源符号为止。5信源符号所对应的码字即为费诺码。对该信源编二进制费诺码码算法设计通过输入字符串或打开相关文件获取字符串，用字符串处理方法统计每个字符的数量及运算其概率。然后按照每个字符的概率用冒泡法进行排序。然后用递归的思想进行费诺编码，求得了每个字符的二进制码字。并且对编码后的平均码长，以及编码的传输效率进行了求解。第3章软件详细设计31主界面设计编码软件主界，基本功能在菜单中进行选择。用FALSHCS5软件设计一个简单的FLASH插入到主界面，使界面更美观而且形象。主界面32功能设计码的实现香农编码是通过编辑框依次输入信源符号和概率的，输入时同时完成校验工作。即单个信源符号概率不能大于1，信源概率和不能大于1，概率和不为1时不能进行编码。正确输入信源符号及其概率后便可计算出该离散信源的码长、码字等信息。可以讲编码结果保存为TXT文本等文件。香农编码界面码结果添加信源代码VOIDCSHANNONCODEONADD/TODOADDYOURCONTROLNOTIFICATIONHANDLERCODEHEREUPDATEDATATRUECSTRINGTEMPF1,TEMPF2/添加之前、之后列表控件值FLOATSUM00,SUM200,TEMPA1,TEMPA2IFM_PROB10/单个信源符号概率不能大于1MESSAGEBOX“概率小于1“,“提示“RETURNFORINTI0ICOUNTI/计算信源概率和TEMPF1M_LIST1GETITEMTEXTI,1TEMPA1FLOATATOFTEMPF1SUMSUMTEMPA1IFSUM10/如果和大于等于1，则不再添加MESSAGEBOX“信源概率和已等于1无法添加“,“提示“RETURNCSTRINGS1,S2M_LIST1INSERTITEMR,“S1FORMAT“S“,M_SINGLEM_LIST1SETITEMTEXTR,0,S1S2FORMAT“6F“,M_PROBM_LIST1SETITEMTEXTR,1,S2RCOUNTFORINTJ0JCOUNTJ/计算信源概率和TEMPF2M_LIST1GETITEMTEXTJ,1TEMPA2FLOATATOFTEMPF2SUM2SUM2TEMPA2IFSUM210/如果添加后概率和大于1，则最后添加的信源不做计算MESSAGEBOX“当前信源添加后信源概率和大于1“,“提示“S1FORMAT“S“,“M_LIST1SETITEMTEXTR1,0,S1S2FORMAT“S“,“M_LIST1SETITEMTEXTR1,1,S2RCOUNTRETURNM_SINGLE“M_PROB00UPDATEDATAFALSE算法实现代码VOIDCSHANNONCODECOUNTCSTRINGSINGE,TEMP,SCHARBINN“CSTRINGSINGLEN/信源符号数组FLOATPN/信源概率数组INTI,J,C3FLOATBTEMP,VTEMPDOUBLEC1,C2/读取输入的信源符号和概率FORI0ICOUNTISINGLEIM_LIST1GETITEMTEXTI,0TEMPM_LIST1GETITEMTEXTI,1PIFLOATATOFTEMP/信源符号和概率按概率大小排序FORI1ICOUNTIFORJ0JCOUNTIJIFPJPJ1EXCHANGECHARSINGLE,J,J1EXCHANGEPSINGLEP,J,J1FORI0ICOUNTIM_LIST2INSERTITEMI,“TEMPFORMAT“S“,SINGLEIM_LIST2SETITEMTEXTI,0,TEMP/信源符号TEMPFORMAT“6F“,PIM_LIST2SETITEMTEXTI,1,TEMP/概率/计算累加概率FORI0ICOUNTITEMPM_LIST2GETITEMTEXTI,1SINGIPAFLOATATOFTEMPSING0PAA0FORI0ICOUNTISINGIPAASINGI1PASINGI1PAAFORI0ICOUNTISFORMAT“6F“,SINGIPAAM_LIST2SETITEMTEXTI,2,S/累加概率/计算码字长度FORI0ICOUNTIFORJ0JNJIFJLOGSINGIPA/LOG2C1LOGSINGIPA/LOG2C21LOGSINGIPA/LOG2C3INTC1IFC3C10SINGIKC3ELSESINGIKC31FORI0ICOUNTISFORMAT“D“,SINGIKM_LIST2SETITEMTEXTI,3,S/码字长度/计算二进制数FORI0ICOUNTISINGIBINARY00SINGIBINARY1BTEMPSINGIPAAFORJ0JSINGIKJIFBTEMP21BINJ1BTEMPBTEMP21ELSEBINJ0BTEMPBTEMP2SINGIBINARYJ2BINJSINGIBINARYJ20FORI0ICOUNTISFORMAT“S“,SINGIBINARYM_LIST2SETITEMTEXTI,4,S/二进制数/计算码字FORI0ICOUNTIVTEMPSINGIPAAFORJ0JSINGIKJIFVTEMP21SINGICODEJ1VTEMPVTEMP21ELSESINGICODEJ0VTEMPVTEMP2SINGICODEJ0FORI0ICOUNTISFORMAT“S“,SINGICODEM_LIST2SETITEMTEXTI,5,S/码字FORI0ICOUNTIFORINTJ0J6JRESULT1RESULT1M_LIST2GETITEMTEXTI,J“T“RESULT1RESULT1“N“VOIDCSHANNONCODECODEEFFICIENCY/计算并显示编码效率CSTRINGTEMP,SINTIDOUBLEK,HX,R,AFORI0ICOUNTITEMPM_LIST2GETITEMTEXTI,1SINGIPAFLOATATOFTEMPKSING0PASING0KHXSING0PALOGSING0PA/LOG2FORI0ICOUNTIKKSINGIPASINGIKHXHXSINGIPALOGSINGIPA/LOG2RKLOG2/LOG2/1AHX/R/A代表编码效率,转化为百分比SFORMAT“6F“,KM_LIST3INSERTITEM0,S,0SFORMAT“6F“,HXM_LIST3SETITEMTEXT0,1,SSFORMAT“6F“,RM_LIST3SETITEMTEXT0,2,SSFORMAT“6F“,AM_LIST3SETITEMTEXT0,3,S/显示结果VOIDCSHANNONCODEONRESULT/TODOADDYOURCONTROLNOTIFICATIONHANDLERCODEHEREM_LIST2DELETEALLITEMS/清空已有数据M_LIST3DELETEALLITEMSCSTRINGTEMPFLOATSUM00,TEMP2FORINTI0ICOUNTI/计算信源概率和TEMPM_LIST1GETITEMTEXTI,1TEMP2FLOATATOFTEMPSUMSUMTEMP2IFSUM10/信源概率和不为1时不进行编码MESSAGEBOX“信源概率之和不为1请检查“,“提示“RETURNCOUNT/编码结果CODEEFFICIENCY/编码效率保存代码VOIDCSHANNONCODEONBUTTONSAVE/TODOADDYOURCONTROLNOTIFICATIONHANDLERCODEHEREUPDATEDATATRUECFILEDIALOGDLGSAVEFALSE,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,“TXTFILESTXT|TXT|DATFILESDAT|DAT|ALLFILES|“,AFXGETMAINWND/构造文件打开对话框CSTRINGSTRPATH/声明变量IFDLGSAVEDOMODALIDOK/判断是否按下“打开“按钮STRPATHDLGSAVEGETPATHNAME/获得文件路径和文件名IFSTRPATH“FILEPFILEFOPENSTRPATH,“W“IFPFILEFPRINTFPFILE,“S“,RESULT1FCLOSEPFILEUPDATEDATAFALSE码的实现费诺编码可由用户打开文本获取信源序列，也可直接输入序列。输入内容为空时会有提示信息弹出。正确读到文本域内容后点击编码按钮即可用算法实现各字符概率的计算并按概率排序，进而对其进行编码。列表框内容也可以进行保存。费诺编码界面打开文件读取文本主要代码BOOLCFANOCODEONINITDIALOGCDIALOGONINITDIALOG/TODOADDEXTRAINITIALIZATIONHERE/编码结果栏初始化M_LIST1SETEXTENDEDSTYLELVS_EX_FULLROWSELECT|LVS_EX_HEADERDRAGDROP|LVS_EX_ONECLICKACTIVATE|LVS_EX_GRIDLINESM_LIST1INSERTCOLUMN0,_T“信源符号“,LVCFMT_CENTER,60M_LIST1INSERTCOLUMN1,_T“出现次数“,LVCFMT_CENTER,70M_LIST1INSERTCOLUMN2,_T“概率“,LVCFMT_CENTER,80M_LIST1INSERTCOLUMN3,_T“码字长度“,LVCFMT_CENTER,60M_LIST1INSERTCOLUMN4,_T“码字“,LVCFMT_CENTER,80/信源信息级编码效率栏初始化M_LIST2SETEXTENDEDSTYLELVS_EX_FULLROWSELECT|LVS_EX_HEADERDRAGDROP|LVS_EX_ONECLICKACTIVATE|LVS_EX_GRIDLINESM_LIST2INSERTCOLUMN0,_T“字符串长度“,LVCFMT_CENTER,80M_LIST2INSERTCOLUMN1,_T“字符个数“,LVCFMT_CENTER,80M_LIST2INSERTCOLUMN2,_T“平均码长“,LVCFMT_CENTER,80M_LIST2INSERTCOLUMN3,_T“信源熵“,LVCFMT_CENTER,80M_LIST2INSERTCOLUMN4,_T“编码效率“,LVCFMT_CENTER,80RETURNTRUE/RETURNTRUEUNLESSYOUSETTHEFOCUSTOACONTROL/EXCEPTIONOCXPROPERTYPAGESSHOULDRETURNFALSEINTGROUPCODETYPEFANONODE,INTLOW,INTHIGH/一次分组一分为二并编码/FLOATMINSUMFANONODELOWDATA,SUMFANONODEHIGHDATAFANONODELOWBITFANONODELOWLENGTH1FANONODEHIGHBITFANONODEHIGHLENGTH0WHILELOW1HIGHIFMINSUMSUMSUMFANONODEHIGHDATAFANONODEHIGHBITFANONODEHIGHLENGTH0/编码加0/ELSEMINSUMFANONODELOWDATAFANONODELOWBITFANONODELOWLENGTH1/编码加1/RETURNLOW/返回分组的第一部分的上界/VOIDFANOENCODINGCODETYPEFANONODE,INTS,INTT/递归进行费诺编码/IFSTINTPIVOTLOCGROUPFANONODE,S,TIFST1FANOENCODINGFANONODE,S,PIVOTLOCFANOENCODINGFANONODE,PIVOTLOC1,TINTISNOTINCHARA,CHART,INTN,INTCOUNT/检查字符A是否在数组T中/FORINTK0KNKIFATKCOUNTKRETURN0RETURN1VOIDEXCHANGEFLOATFLOATP,INTI,INTJ/交换两个数值/FLOATTEMPTEMPPIPIPJPJTEMPVOIDEXCHANGECHARCHART,INTI,INTJ/交换两个字符/CHARTEMPTEMPTITITJTJTEMPVOIDCFANOCODEONRESULT/TODOADDYOURCONTROLNOTIFICATIONHANDLERCODEHEREUPDATEDATATRUEM_LIST1DELETEALLITEMSM_LIST2DELETEALLITEMSIFM_TEXT“MESSAGEBOX“字符串内容不能为空请输入字符串“,“提示“RETURNFLOATPSTRLENGTH/P每个字符的概率/CHARSTRSTRLENGTH,TSTRLENGTH/STR输入的字符串,T不重复的字符串/CHARQLPSTRLPCTSTRM_TEXT/CSTRINGTOCHARSTRCPYSTR,QINTCOUNTSTRLENGTH0,M1/COUNT每个字符的个数,M为不重复的字符的个数/INTSLENGTHSTRLENSTRIFSLENGTH200MESSAGEBOX“字符串长度超过200“,“提示“RETURNT0STR0COUNT0FORINTI1ISLENGTHI/去除重复的字符，并计算个数/IFISNOTINSTRI,T,M,COUNTTMSTRICOUNTMFORINTJ0JMJPJFLOATCOUNTJ/FLOATSLENGTHFORI1IMI/冒泡排序/FORJ0JMIJIFPJPJ1EXCHANGEFLOATP,J,J1EXCHANGECHART,J,J1/相应的计数器数值也交换/INTTEMPTEMPCOUNTJCOUNTJCOUNTJ1COUNTJ1TEMPFORI0IMI/将值赋给结构体数组/FANONODEIDATAPIFANONODEILENGTH0FANONODEICHARACTERTIFANOENCODINGFANONODE,0,M1FORI0IMIKFANONODEIDATAFANONODEILENGTH/求平均码长/HFANONODEIDATALOGFANONODEIDATA/求信源熵HX的大小/RH/KCSTRINGS1,S2,S3FORI0IMIM_LIST1INSERTITEMI,“S1FORMAT“CT“,FANONODEICHARACTERM_LIST1SETITEMTEXTI,0,S1S1FORMAT“D“,COUNTIM_LIST1SETITEMTEXTI,1,S1S1FORMAT“6F“,FANONODEIDATAM_LIST1SETITEMTEXTI,2,S1S1FORMAT“D“,FANONODEILENGTHM_LIST1SETITEMTEXTI,3,S1S3“FORINTJ0JFANONODEILENGTHJS2FORMAT“D“,FANONODEIBITJS3S3S2M_LIST1SETITEMTEXTI,4,S3M_LIST2INSERTITEM0,“S2FORMAT“D“,SLENGTHM_LIST2SETITEMTEXT0,0,S2S2FORMAT“D“,MM_LIST2SETITEMTEXT0,1,S2S2FORMAT“6F“,KM_LIST2SETITEMTEXT0,2,S2S2FORMAT“6F“,HM_LIST2SETITEMTEXT0,3,S2S2FORMAT“6F“,RM_LIST2SETITEMTEXT0,4,S2/遍历列表，获取相应值，用于保存FORI0I5IFORJ0JMJRESULTRESULTM_LIST1GETITEMTEXTI,J“T“RESULTRESULT“N“读文件代码VOIDCFANOCODEONOPENFILE/TODOADDYOURCONTROLNOTIFICATIONHANDLERCODEHEREUPDATEDATATRUECFILEDIALOGDLGOPENTRUE,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,“TXTFILESTXT|TXT|DATFILESDAT|DAT|ALLFILES|“,AFXGETMAINWND/构造文件打开对话框CSTRINGSTRPATH/声明变量IFDLGOPENDOMODALIDOK/判断是否按下“打开“按钮STRPATHDLGOPENGETPATHNAME/获得文件路径M_FILEPATHFORMAT“S“,STRPATH/显示文件路径FILEPFILEFOPENSTRPATH,“R“/以读形式打开文件IFPFILE/判断文件是否被正确打开CHARPCHDATA10000/定义数据缓冲区FREADPCHDATA,SIZEOFCHAR,1000,PFILE/读取数据到缓冲区中FCLOSEPFILE/关闭文件M_TEXTFORMAT“S“,PCHDATAUPDATEDATAFALSE档的链接编码软件自然不能缺少对编码的理论介绍，这一点可通过网页形式展现出来。通过单击触发打开制作好的简单网页。可分别对每种编码进行简单介绍。编码理论介绍主要代码VOIDCMYDLGONMENUITEMSOURCECODING/TODOADDYOURCOMMANDHANDLERCODEHERESHELLEXECUTENULL,_T“OPEN“,“WEBSOURCECODING6HTML“,NULL,NULL,SW_SHOW软件设计离不开软件说明书，本软件的说明书也是通过网页完成的，这样可以保证说明书不被修改，保持原版特性。明换的设计以往的软件制作都以系统默认的样式为主，在不断的学习过程中要走向更专业化的道路，简单的皮肤添加可使整个程序样式不再单一，更为人性化。皮肤切换实例1换实例2皮肤代码BOOLCMYAPPINITINSTANCEAFXENABLECONTROLCONTAINERSKINSTART_T“SKINBELVURF“,WINDOW_TYPE_VC,“,GTP_LOAD_FILE,NULL,NULL第4章软件测试41香农编码的测试软件运行及结果测试香农编码结果显示香农编码错误提示香农编码结果保存文件测试时发现软件能够较好的完成预期目标，能够保证阻止各类错误信源的输入，以及能够正确按照概率排序并计算正确的码字。最终还可以正确的保存文件。42费诺编码的测试软件运行及结果测试文本内容为空时无法进行编码，会有错误提示。空文本无法操作正确打开文件或输入字符串后，软件能够正确完成编码任务。结果如下图费诺编码结果显示费诺编码保存结果43测试结果通过对各个模块功能的测试，最终可以确定本软件的数据计算正确性及可靠性。各个附加功能也能够无误的实现。第5章总结通过一周的时间终于完成了香农、费诺编码软件的设计开发，时间的紧迫导致软件依然存在不少问题，以费诺编码不能识别汉子的问题为首。在参考众多的资料后还是没能及时将这个问题解决，不过时间短促，短时间内这个问题也不好解决。在以后的学习生活中我会尝试着完成这个BUG。在课程设计的过程中困难不时的出现，很多时候觉得无可入手，想尽办法也不知道该怎么解决。在这个过程中我深深感受到编程人员经验是多么的宝贵。由于之前已经有过几次关于MFC的课程设计，所以在软件模块设计方面比较容易解决。算法方面，自己尝试着去做了但总是不如意，由于时间关系，还是参考了相关文档。在实践中感觉到了学数学将数学算法转换成计算机算法不是一件容易的事。信源编码软件的设计同样具有一定的挑战性，以往的程序大多是在“黑窗口”下完成的，写一个算法也是一件比较难的事，但路就是这样走过来的，没有今天的一小步就没有明天的一大步。不断地设计，不断的思索，慢慢的就发现自己学会很多。有些问题自然就边的简单了。本次课程设计比较有突破性的是引入了皮肤文件，以往的MFC编程都是在系统默认的背景下运行的，这样的软件总感觉不是很舒服。之前学会了给对话框添加背景图片等一些简单的美化，但还是感觉不够好。于是自己花了一段时间学习了一下皮肤美化程序，功夫不负有心人，这回在这方面感觉小有成就了。不过这也不算什么真真的提高，学好编程的思想更为重要。当然，软件的开发离不开好的资料和同学的交流。在这次课程设计中深深感受到了同学之间交流合作的重要性。交流不但可以发现新的问题，提高解决问题的效率，而且可以快速的学习到新的知识。最后，感谢同学在课程设计中给予我的帮助。让我从中感受到了软件开发时团队的力量以及重要性。参考文献1陈运信息论与编码M北京出版社2姚领田精通MFC程序设计M北京人民邮电出版社，2006附录源程序清单代码BOOLCMYDLGONINITDIALOGCDIALOGONINITDIALOG/ADD“ABOUT“MENUITEMTOSYSTEMMENU/IDM_ABOUTBOXMUSTBEINTHESYSTEMCOMMANDRANGEASSERTIDM_ABOUTBOXASSERTIDM_ABOUTBOX0XF000CMENUPSYSMENUGETSYSTEMMENUFALSEIFPSYSMENUNULLCSTRINGSTRABOUTMENUSTRABOUTMENULOADSTRINGIDS_ABOUTBOXIFSTRABOUTMENUISEMPTYPSYSMENUAPPENDMENUMF_SEPARATORPSYSMENUAPPENDMENUMF_STRING,IDM_ABOUTBOX,STRABOUTMENU/SETTHEICONFORTHISDIALOGTHEFRAMEWORKDOESTHISAUTOMATICALLY/WHENTHEAPPLICATIONSMAINWINDOWISNOTADIALOGSETICONM_HICON,TRUE/SETBIGICONSETICONM_HICON,FALSE/SETSMALLICON/TODOADDEXTRAINITIALIZATIONHERECRECTLAYOUTRECTGETCLIENTRECTCHARBUF1200,BUF2200GETCURRENTDIRECTORY200,BUF1CSTRINGNAME1,NAME2NAME1NAME1BUF1“RESSHOUYESWF“M_FLASHSETMOVIENAME1IFM_FLASHM_HWNDM_FLASHSETWINDOWPOSNULL,LAYOUTRECTLEFT,LAYOUTRECTTOP,LAYOUTRECTWIDTH,LAYOUTRECTHEIGHT,SWP_SHOWWINDOWGETCURRENTDIREC