added comments and wpf base
This commit is contained in:
parent
74c6a87254
commit
ab86652859
146 changed files with 2046 additions and 290 deletions
227
karnaugh-map/CS-kmap/Program.cs
Normal file
227
karnaugh-map/CS-kmap/Program.cs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,227 @@
|
|||
using System;
|
||||
using System.Collections.Generic;
|
||||
using System.Linq;
|
||||
|
||||
class Program
|
||||
{
|
||||
// funkce vraci znak s negaci nad pismenem
|
||||
static string Overbar(string s)
|
||||
{
|
||||
return s switch
|
||||
{
|
||||
"A" => "Ā", // a s negaci
|
||||
"B" => "B̄", // b s negaci
|
||||
"C" => "C̄", // c s negaci
|
||||
"D" => "D̄", // d s negaci
|
||||
_ => s // jinak vrati puvodni znak
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void Main()
|
||||
{
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
string[,] map = new string[4, 4]; // prazdna 4x4 karnaugh mapa
|
||||
|
||||
// inicializace vsech bunek na "N" (nezadano)
|
||||
for (int r = 0; r < 4; r++)
|
||||
for (int c = 0; c < 4; c++)
|
||||
map[r, c] = "N";
|
||||
|
||||
// zadavani hodnot pro kazdou bunku
|
||||
for (int r = 0; r < 4; r++)
|
||||
{
|
||||
for (int c = 0; c < 4; c++)
|
||||
{
|
||||
Console.Clear();
|
||||
map[r, c] = "K"; // oznaci aktualni bunku
|
||||
PrintMap(map, true); // vykresli mapu s instrukcemi
|
||||
Console.Write($"Zadej hodnotu pro ({r},{c}) [0 = záporná, 1 = kladná, X = nevadí]: ");
|
||||
string input = Console.ReadLine()!.Trim().ToUpper();
|
||||
if (input != "0" && input != "1" && input != "X") input = "0"; // default na 0
|
||||
map[r, c] = input;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
Console.Clear();
|
||||
Console.WriteLine("Karnaughova mapa:");
|
||||
PrintMap(map, false); // vykresli hotovou mapu
|
||||
|
||||
Console.WriteLine("\nZjednodušený výraz:");
|
||||
string result = CalculateExpression(map); // spocita zjednoduseny bool vyraz
|
||||
Console.WriteLine(result);
|
||||
|
||||
Console.WriteLine("\nPokračovat? (Y/N nebo Escape)"); //tohle je jen kontrola jestli bylo zmacknuty N nebo Y aby se program vypl
|
||||
ConsoleKeyInfo keyInfo = Console.ReadKey(true);
|
||||
if (keyInfo.Key == ConsoleKey.N || keyInfo.Key == ConsoleKey.Escape)
|
||||
break;
|
||||
} while (true);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void PrintMap(string[,] map, bool showInstructions) //funguje jako legenda pro pochopeni programu a vypisuje se nonstop
|
||||
{
|
||||
string[] rowLabels = { "(ĀB̄)", "(ĀB)", "(AB)", "(A B̄)" };
|
||||
string[] colLabels = { "(C̄D̄)", "(C̄D)", "(CD)", "(C D̄)" };
|
||||
Console.Write(" ");
|
||||
foreach (var col in colLabels)
|
||||
Console.Write(col.PadRight(6));
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
|
||||
for (int r = 0; r < 4; r++)
|
||||
{
|
||||
Console.Write(rowLabels[r].PadRight(8));
|
||||
for (int c = 0; c < 4; c++)
|
||||
Console.Write(map[r, c].PadRight(6));
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (showInstructions)
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
Console.WriteLine("Legenda:");
|
||||
Console.WriteLine("0 = záporná hodnota (FALSE)");
|
||||
Console.WriteLine("1 = kladná hodnota (TRUE)");
|
||||
Console.WriteLine("X = nevadí (Don't Care) - může být 0 nebo 1");
|
||||
Console.WriteLine("K = aktuální vybraná buňka");
|
||||
Console.WriteLine("N = zatím nezadáno (není specifikováno)");
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// hlavni funkce na vypocet zjednoduseneho vyrazu
|
||||
static string CalculateExpression(string[,] map)
|
||||
{
|
||||
// prevod mapy na cisla: 1 = TRUE, 0 = FALSE, -1 = X (dont care)
|
||||
int[,] binMap = new int[4, 4];
|
||||
for (int r = 0; r < 4; r++)
|
||||
for (int c = 0; c < 4; c++)
|
||||
binMap[r, c] = map[r, c] == "1" ? 1 : map[r, c] == "X" ? -1 : 0;
|
||||
|
||||
var terms = new List<string>(); // sem se budou pridavat vysledne cleny
|
||||
|
||||
// gray kod pro radky a sloupce
|
||||
// zakladni matematicky princip: sousedici bunky se lisí jen v jednom bitu
|
||||
string[] rowGray = { "00", "01", "11", "10" };
|
||||
string[] colGray = { "00", "01", "11", "10" };
|
||||
|
||||
bool[,] used = new bool[4, 4]; // zaznam, ktere bunky uz byly pokryty
|
||||
|
||||
// funkce kontroluje, jestli blok bunek je validni pro sjednoceni
|
||||
bool CheckGroup(int rStart, int cStart, int height, int width)
|
||||
{
|
||||
bool hasOne = false; // musi byt alespon jedna 1
|
||||
for (int dr = 0; dr < height; dr++)
|
||||
{
|
||||
for (int dc = 0; dc < width; dc++)
|
||||
{
|
||||
int rr = (rStart + dr) % 4; // wraparound mapy po radcich
|
||||
int cc = (cStart + dc) % 4; // wraparound mapy po sloupcich
|
||||
if (binMap[rr, cc] == 0) return false; // pokud je 0, blok nelze pouzit
|
||||
if (binMap[rr, cc] == 1) hasOne = true; // aspon jedna 1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return hasOne;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// oznaci bunky v bloku jako pouzite
|
||||
void MarkUsed(int rStart, int cStart, int height, int width)
|
||||
{
|
||||
for (int dr = 0; dr < height; dr++) // projdi vsechny radky bloku
|
||||
for (int dc = 0; dc < width; dc++) // projdi vsechny sloupce bloku
|
||||
{
|
||||
int rr = (rStart + dr) % 4; // vypocitej index radku s wraparoundem po 4
|
||||
int cc = (cStart + dc) % 4; // vypocitej index sloupce s wraparoundem po 4
|
||||
used[rr, cc] = true; // oznac bunku jako pouzitou, aby se dalsi bloky na ni nepripocitavaly
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// prevede blok bunek na minimalizovany logicky clan (A,B,C,D s negacemi)
|
||||
string GroupToTerm(int rStart, int cStart, int height, int width)
|
||||
{
|
||||
var rowsBits = new List<string>(); // sem ulozime gray kody radku pro blok
|
||||
var colsBits = new List<string>(); // sem ulozime gray kody sloupcu pro blok
|
||||
for (int dr = 0; dr < height; dr++)
|
||||
rowsBits.Add(rowGray[(rStart + dr) % 4]); // pridej gray kod radku s wraparoundem
|
||||
for (int dc = 0; dc < width; dc++)
|
||||
colsBits.Add(colGray[(cStart + dc) % 4]); // pridej gray kod sloupce s wraparoundem
|
||||
|
||||
string term = ""; // inicializace vysledneho logickeho clenu
|
||||
|
||||
// A je urceno prvnim bitem radku
|
||||
bool A_const = true; // predpokladame, ze hodnota A je konstantni v bloku
|
||||
char A_val = rowsBits[0][0]; // vezmeme prvni hodnotu A z prvniho radku
|
||||
foreach (var rb in rowsBits)
|
||||
if (rb[0] != A_val) A_const = false; // pokud se nektery radek lisi, A neni konstantni
|
||||
if (A_const) term += A_val == '0' ? Overbar("A") : "A"; // pridame A nebo A negaci do termu
|
||||
|
||||
// B je urceno druhem bitem radku
|
||||
bool B_const = true; // predpokladame, ze B je konstantni
|
||||
char B_val = rowsBits[0][1]; // vezmeme hodnotu B z prvniho radku
|
||||
foreach (var rb in rowsBits)
|
||||
if (rb[1] != B_val) B_const = false; // pokud se nektery radek lisi, B vynechame
|
||||
if (B_const) term += B_val == '0' ? Overbar("B") : "B"; // pridame B nebo B negaci
|
||||
|
||||
// C je urceno prvnim bitem sloupce
|
||||
bool C_const = true; // predpokladame konstantni C
|
||||
char C_val = colsBits[0][0]; // vezmeme hodnotu C z prvniho sloupce
|
||||
foreach (var cb in colsBits)
|
||||
if (cb[0] != C_val) C_const = false; // pokud se nektery sloupec lisi, C vynechame
|
||||
if (C_const) term += C_val == '0' ? Overbar("C") : "C"; // pridame C nebo C negaci
|
||||
|
||||
// D je urceno druhem bitem sloupce
|
||||
bool D_const = true; // predpokladame konstantni D
|
||||
char D_val = colsBits[0][1]; // vezmeme hodnotu D z prvniho sloupce
|
||||
foreach (var cb in colsBits)
|
||||
if (cb[1] != D_val) D_const = false; // pokud se nektery sloupec lisi, D vynechame
|
||||
if (D_const) term += D_val == '0' ? Overbar("D") : "D"; // pridame D nebo D negaci
|
||||
|
||||
if (term == "") // pokud zadna promenna neni konstantni v bloku
|
||||
term = "1"; // pak clan je jen logicka 1 (pravda)
|
||||
|
||||
return term; // vrat minimalizovany logicky clan
|
||||
}
|
||||
|
||||
// vsechny mozne velikosti bloku, od nejvetsi po nejmensi pro maximalni minimalizaci
|
||||
var blockSizes = new List<(int h, int w)>
|
||||
{
|
||||
(4, 4), (4, 2), (2, 4), (4, 1), (1, 4), (2, 2), (2, 1), (1, 2), (1,1)
|
||||
};
|
||||
|
||||
// projdi vsechny bloky a vytvor minimalizovane cleny
|
||||
foreach (var (h, w) in blockSizes) // pro kazdou velikost bloku
|
||||
{
|
||||
for (int r0 = 0; r0 < 4; r0++) // pro kazdy radek jako start bloku
|
||||
{
|
||||
for (int c0 = 0; c0 < 4; c0++) // pro kazdy sloupec jako start bloku
|
||||
{
|
||||
if (CheckGroup(r0, c0, h, w)) // pokud je blok validni (obsahuje jen 1 a X a alespon jednu 1)
|
||||
{
|
||||
string term = GroupToTerm(r0, c0, h, w); // preved blok na minimalizovany clan
|
||||
bool coversNew = false; // kontrola, jestli blok kryje nove bunky
|
||||
|
||||
// zjisti, jestli blok obsahuje alespon jednu novou bunku
|
||||
for (int dr = 0; dr < h; dr++)
|
||||
for (int dc = 0; dc < w; dc++)
|
||||
{
|
||||
int rr = (r0 + dr) % 4; // wraparound radku
|
||||
int cc = (c0 + dc) % 4; // wraparound sloupcu
|
||||
if (!used[rr, cc]) coversNew = true; // pokud je bunky nove nepouzita, nastav true
|
||||
}
|
||||
|
||||
// pokud kryje nove bunky a term jeste neni pridany, pridej ho
|
||||
if (coversNew && !terms.Contains(term))
|
||||
{
|
||||
terms.Add(term); // pridej clan do vysledneho seznamu
|
||||
MarkUsed(r0, c0, h, w); // oznac bunky jako pouzite
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (terms.Count == 0) // pokud se nenasel zadny validni blok
|
||||
return "0"; // vrat logickou nulu
|
||||
return string.Join(" + ", terms); // jinak spoj vsechny cleny logickym OR
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Loading…
Add table
Add a link
Reference in a new issue