离散信道容量迭代算法C++程序

//=============================================== //made by : 何盛昌 //number : 496592219 //=============================================== #include <stdlib.h> #include <iostream.h> #include <math.h> void main() { //=============================================== //确定输入及输出符号的个数 //因为一般先验概率是取等概率，所以为1/num_in //=============================================== int num_in,num_out; int i,j; cout<<"输入符号的个数为："<<endl; cin>>num_in; cout<<"输出符号的个数为："<<endl; cin>>num_out; cout<<"输入概率为："<<endl; float *P_in; P_in=new float[num_in]; //输入的符号的概率 float *P_out; P_out=new float[num_out]; //输出的符号的概率 for (i=0;i<num_in;i++) { P_in[i]=1.0/(float)num_in; cout<<P_in[i]<<" "; } cout<<endl; //================================================ //再输入信道转移概率矩阵 //注意进行判断，某行如果总概率大于1，则出现错误应从新输入 //================================================ cout<<"输入转移概率："<<endl; float **p_ji; //转移条件概率 p_ji=new float *[num_in]; for (i=0;i<num_in;i++) { p_ji[i]=new float[num_out]; } for (i=0;i<num_in;i++) { for (j=0;j<num_out;j++) { cin>>p_ji[i][j]; } } for (i=0;i<num_in;i++) { float validate=0.0; for (j=0;j<num_out;j++) { validate+=p_ji[i][j]; } if (validate>1.000001||validate<0.999999) { cout<<"输入数据有误，请检查后再次输入。"<<endl; exit(-1); } } float **p_ij; //反条件概率 p_ij=new float *[num_in]; for (i=0;i<num_in;i++) { p_ij[i]=new float[num_out]; } float C_Pre,C; //当前信道容量和前一次循环信道容量 C=10.0; double Pe=0.000001; //两次信道容量相差的阈值 int r=0; //迭代次数 float *p_up; //计算第r+1次循环输入分布p_in分子 p_up=new float[num_in]; float p_down; //计算第r+1次循环输入分布p_in分母 do { r++; //================================================ //求第r次循环反条件概率p_ij //================================================ for (j=0;j<num_out;j++) { P_out[j]=0.0; for (i=0;i<num_in;i++) { P_out[j]+=p_ji[i][j]*P_in[i]; // } if (P_out[j]>=0.000001) { for (i=0;i<num_in;i++) { p_ij[i][j]=P_in[i]*p_ji[i][j]/P_out[j]; } } else { for (i=0;i<num_in;i++) { p_ij[i][j]=0.0; } } } //================================================ //求第r+1次循环输入分布p_in //================================================ p_down=0.0; for (i=0;i<num_in;i++) { p_up[i]=0.0; for (j=0;j<num_out;j++) { if (p_ij[i][j]>=0.000001) { p_up[i]+=p_ji[i][j]*log(p_ij[i][j])/log(2.0); } } p_up[i]=pow(2.0,p_up[i]); p_down+=p_up[i]; } for (i=0;i<num_in;i++) { P_in[i]=p_up[i]/p_down; } //================================================ //求C(r+1) //================================================ C_Pre=C; C=log(p_down)/log(2.0); cout<<"第"<<r<<"次的容量为："<<C<<endl; } while (fabs(C-C_Pre)/C>Pe); cout<<"迭代的次数为："<<r<<endl; }