[C++知识库]计算机组成原理：用c++实现汉明码

今天学习计组时，学习到了一个新知识海明码，一般用于网络传输中对数据进行校验，如果出差，可以通过海明码这个算法实现查找一个出错位，通过取反的方式纠错，实现原理是在信息位中加入校验位，组成新的二进制串，形成海明码。

海明码的校验原理
每个校验组分别利用校验位和参与形成该校验位的信息进行奇偶校验检查，构成k个校验方程s1,s2,s3。
若其中一个答案为1说明这个校验方程出错，通过出错的方程下标累加可以得到出错的位置。

实现代码：这里并无提供检验，若想实现校验，函数中以提供函数存储数据，对数据进行操作即可。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>

/*汉明码的生产和检测一位错误*/
class HanmingCode {
 public:
  /*构造函数*/
  HanmingCode(std::string& _inforcode) {
    this->inforlen = _inforcode.size();
    for (auto& now : _inforcode) {
      this->inforcode.push_back(now - '0');
    }
  }

  /*生成校验位长度*/
  void Generateveriflen() {
    for (int i = 0;; i++) {
      if ((1 << i) - 1 >= inforlen + i) {
        this->veriflen = i;
        return;
      }
    }
  }

  /*生成汉明码长度*/
  void Generatehanmlen() {
    Generateveriflen();
    this->hanmlen = this->inforlen + this->veriflen;
    return;
  }

  /*生成校验码*/
  void Generateverifcode() {
    for (int i = 0; i < this->veriflen; i++) {
      this->verifcode.push_back(0);
    }

    int k = 0, m = 0;

    /*收集非校验位*/
    for (int i = 1; i <= this->hanmlen; i++) {
      if (i == (1 << k)) {
        k++;
      } else {
        int tmp = i, ks = this->veriflen - 1;
        while (tmp) {
          if (tmp >= (1 << ks)) {
            tmp -= (1 << ks);
            verifcode[ks] ^= inforcode[m];
          }
          ks--;
        }
        m++;
      }
    }
  }

  /*生成海明码*/
  void Generatehanmcode() {
    this->Generatehanmlen();
    this->Generateverifcode();
    for (int i = 1, j = 0, k = 0, s = 0; i <= hanmlen; i++) {
      if (((1 << s)) == i) {
        hanmcode.push_back(verifcode[j++]);
        s++;
      } else {
        hanmcode.push_back(inforcode[k++]);
      }
    }
    for (auto& x : hanmcode) {
      std::cout << x;
    }
    std::cout << std::endl;
  }

 private:
  int inforlen;               /*信息码长度*/
  int veriflen;               /*校验码长度*/
  int hanmlen;                /*汉明码长度*/
  std::vector<int> hanmcode;  /*汉明码*/
  std::vector<int> inforcode; /*信息码*/
  std::vector<int> verifcode; /*校验码*/
};

int main() {
  /*[1][2][3][4]....按照从做往右大小递增顺序编写，最后生成的汉明码是从左往右顺序的答案*/
  std::string ans = "1010";
  HanmingCode test(ans);
  test.Generatehanmcode();
  return 0;
}