用python写海明校验码

生成海明校验码

def Input():
    """
    输入字符串'0'与'1'的组合
    输出两个参数:字符串的长度,字符列表
    """
    string = input("请输入‘0’‘1’字符串:")
    return len(string), list(string)

# n表示字符串长度,List表示字符列表。List --> type(List[0])=string
n, List = Input()

def getK(n):
    """
    param: n表示字符串长度
    function:计算得到k的值,k为海明码检验位
    return:返回参数k
    """
    k = 1
    while n+k > pow(2, k)-1:
        k += 1
    return k

# k为海明码检验位
k = getK(n) 

def getHList(n, k, List):
    """
    param:n表示字符串长度,k表示海明码校验位,List表示'0' '1'字符列表
    function:初始化列表H,将List里的字符按照规律插入H列表中,未插入的位置则是校验码的位置,初始值为-1
    return:返回已经初始化列表H。H --> type(H[0])=int
    """
    H = [-1 for i in range(k+n+1)]
    cnt = 0
    for i in range(1, k+n+1):
        if i == pow(2, cnt):
            cnt += 1
            continue
        H[i] = int(List.pop())
    return H

# 初始化列表H。H --> type(H[0])=int
H = getHList(n, k, List.copy())

def getPDict(k, H):
    """
    param: k表示海明码校验位,H表示初始化列表
    function: 计算校验码的值
    return: 返回字典P,键确定索引位置,值是计算出来的校验码
    """
    P = dict()
    
    for i in range(k):
        P[i] = None
        cnt = 0
        for bi in range(1, len(H)):
            if bi == pow(2, cnt):
                cnt += 1
                continue
            if (bi >> i)&1:
                if not P[i]:
                    P[i] = H[bi]
                else:
                    P[i] = P[i]^H[bi]
    return P   

# 字典P,在pow(2, key)的H索引位置上插入value
P = getPDict(k, H) 

def insertPInH(P, H):
    """
    param: 字典P,存储了校验码的值。初始化列表H,待插入P的值。
    function:按照一定规律将P中的值插入H中
    return: 返回列表H
    """
    for key in P:
        Index = pow(2, key)
        H[Index] = P[key]
    return H  

# H1 表示已经处理好的海明校验码
H1 = insertPInH(P, H.copy())


输入字符串:1001101

生成海明码
用python写海明校验码_第1张图片

海明码的校验

在传输过程中,数据可能会有一位出差错。那么我们就需要检错并纠错。
假设传输后我们得到的数据为:

[-1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1]

然后将这个数据进行checking,检查是否出错。

def checking(Hs, k):
    """
    param: Hs表示传输过来的字符串,用于验证。k表示校验位数。
    function: 用来校验传输的字符串是否出错
    
    """
    # Pc得到Pi校验码
    Pc = getPDict(k, Hs)
    print(Pc)
    Si = []
    Svalue = 0
    cnt = 0
    for i in range(1, len(Hs)):
        if i == pow(2, cnt):
            Pi = Pc[cnt]
            value = Pi^Hs[i]
            Si.append(value)
            if value == 0 and cnt == 0:
                Svalue = 0
            else:
                Svalue += pow(2*value, cnt)
            cnt += 1
        if cnt == k:
            break
    print(Si)
    if Svalue:
        print("传输错误,错误的索引位置为:", Svalue)
        print("从下标0开始索引")   
    else:
        print("传输无误!")
     
checking([-1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1], k)   

用python写海明校验码_第2张图片

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