计算机网络数据链路层的错误检测与纠正之海明码的生成，解码

<!-- lang: java -->
/**
* made by wangming
*
* 2013-10-28  pm
*/

package wang.ming.data;
public class Analysis {

//生成海明码

public static int[] HaiMingMa(int original[],int len ){

int checkBits=length(len);    //计算需要多长的校验码
int size=len+checkBits;        //发送的数据长度
int send[]=new int[size];
int o_s=0;   //original当前的偏移量

//初始化
for(int i=0;i<size;i++){
if(canFit(i+1, checkBits)){
send[i]=original[o_s];
o_s++;
}else {
send[i]=0;
}
}

for(int i=0;i<checkBits;i++){
int fill=0;
for(int j=1;j<=size;j++){
if(canFit(j, checkBits)){
if(in(j, i, checkBits)){
fill=XOR(fill, send[j-1]);
}
}
}
int id=(int)Math.pow(2, (double)i);
send[id-1]=fill;
}
return send;
}

/*
* 接受海明码  并进行处理
*/
public static int[]receive(int send[]){
int size=send.length;
int bits=codeLength(size);
int errorBit=check(send, bits,size);
int []receive = new int[size-bits];
if(errorBit>0){
System.out.println("第"+errorBit+"出错了");
}
if(!canFit(errorBit, bits)){
System.out.println("出错的是校验码，不影响结果");
}
int index=0;
for(int i=0;i<size;i++){
if(canFit(i+1, bits)){
if((i+1)!=errorBit){
receive[index]=send[i];
}else{
receive[index]=XOR(send[i], 1);
//对出错的地方进行处理   与1异或即可得到原来的值
}
index++;
}
}
return  receive;
}

/*
* 判断接受的海明码是否出错
*/
public static int check(int receive[],int bits,int size){
int errorBit=0;
for(int j=0;j<bits;j++){
int flag=0;
for(int i=0;i<size;i++){
if(canFit(i+1, bits)){
if(in(i+1, j, bits)){
flag=XOR(flag, receive[i]);
}
}
}
int index=(int)Math.pow(2, (double)j)-1;
flag=XOR(flag, receive[index]);
if(flag==1){
errorBit+=(int)Math.pow(2, (double)j);
}
}
return errorBit;
}

/*
* x=a*(2*2...*2)+b*(2*2...*2)+...+c*2+d
*     [-bits-1-]   [-bits-2-]
*     其中常数a,b,c..等于0，1
*     如果 2的y次方前的常数为1   return true
*     为0   return false
*/
public static boolean in(int x,int y,int bits){
int dive[]=new int[bits];
int index=0;
for(int i=bits-1;i>=0;i--){
if(x/(int)Math.pow(2, (double)i)>0){
dive[index]=1;
}else{
dive[index]=0;
}
x=x%(int)Math.pow(2, (double)i);
index++;
}
if(dive[bits-y-1]==1){
return true;
}
return false;
}
/*
* 对两个数做异或操作
* 相等   return 0
* 否则   return 1
*/
public static int XOR(int x,int y){
if((x-y)==0){
return 0;
}else{
return 1;
}
}
/*
* 返回 true   or   false
* 如果index是2的n次方   false
* 否则  true
*/
public static boolean canFit(int index,int checkBits){
for(int i=0;i<checkBits;i++){
if(index==Math.pow(2, (double)i)){
return false;
}
}
return true;
}

/*
* 由海明码反向推出校验码位数
*/
public static int codeLength(int len){
int num=0;
while((++num)>0){
//逆向判断
if((double)(len)<=Math.pow(2, (double)num)){
return num;
}
if(num>20){
return -1;
}
}
return -1;
}

/*  给定需要传输的原始数据
*  返回需要的校验码的位数
*  len+x+1<=(2*2*2....*2)
*        [-----x-----]
*/
public static int  length(int len){
int num=0;
while((++num)>0){
//校验码位数的判断条件
if((double)(num+len+1)<=Math.pow(2, (double)num)){
return num;
}
if(num>20){
return -1;
}
}
return -1;
}

public static void main(String[] args) {
System.out.println( Analysis.in(1, 0, 4));
int code[]={1,0,1,1,0};
int receive[]= Analysis.HaiMingMa(code, 5);
receive[6]=0;
System.out.println(Analysis.check(receive, 4,9));
int recovery[]=Analysis.receive(receive);
for(int i=0;i<recovery.length;i++ ){
System.out.print(recovery[i]);
}

}
}