public static BinaryString operator %(BinaryString bin_str1, BinaryString bin_str2)
{
if (bin_str1.cutUnsignificantZeros().size() < bin_str2.cutUnsignificantZeros().size())
{
return(bin_str1);
}
BinaryString dividend = bin_str1.cutUnsignificantZeros(); //Делимое
BinaryString divider = bin_str2.cutUnsignificantZeros(); //Делитель
while (dividend.size() >= divider.size())
{
//Выделяем часть делимого, равную по размеру делителю
string temp_str = dividend.ToString().Substring(0, divider.size());
//То, что останется после сложения делителя и части делимого в виде строки
string new_dividend = (new BinaryString(temp_str) + divider).cutUnsignificantZeros().ToString();
if (dividend.size() > divider.size()) //Присоединяем оставшийся кусок делимого
{
new_dividend += dividend.ToString().Substring(divider.size(), dividend.size() - divider.size());
}
dividend = new BinaryString(new_dividend);
dividend = dividend.cutUnsignificantZeros();
}
if (dividend.size() == 0)
{
dividend = new BinaryString("0");
}
return(dividend);
}
public static BinaryString operator /(BinaryString bin_str1, BinaryString bin_str2)
{
if (bin_str1.cutUnsignificantZeros().size() < bin_str2.cutUnsignificantZeros().size())
{
return(new BinaryString("0"));
}
BinaryString dividend = bin_str1.cutUnsignificantZeros(); //Делимое
BinaryString divider = bin_str2.cutUnsignificantZeros(); //Делитель
string result_str = string.Empty;
while (dividend.size() >= divider.size())
{
result_str += "1";
//Кусок делимого, который будем складывать по модулю 2 с делителем
//(по принципу деления в столбик)
string temp_div = dividend.ToString().Substring(0, divider.size());
BinaryString temp_dividend = new BinaryString(temp_div);
//Результат этого сложения
BinaryString cur_add_res = (temp_dividend + divider).cutUnsignificantZeros();
//Добавляем нули после текущей единицы, если необходимо
int num_of_zeros;
if (cur_add_res.size() == divider.size() - 1 && dividend.size() - divider.size() > 0)
{
num_of_zeros = 0;
}
else if (dividend.size() - divider.size() < divider.size() - cur_add_res.size())
{
num_of_zeros = dividend.size() - divider.size();
}
else
{
num_of_zeros = divider.size() - cur_add_res.size() - 1;
}
for (int i = 0; i < num_of_zeros; ++i)
{
result_str += "0";
}
dividend = new BinaryString(cur_add_res.ToString() + dividend.ToString().Substring(divider.size()));
}
return(new BinaryString(result_str));
}
private void b_gen_word_Click(object sender, EventArgs e)
{
Random rand = new Random();
//Очищаем текстБокс
tb_code_word.Text = String.Empty;
//Генерируем информационное слово
string inf_word_str = "1";
for (int i = 1; i < k_; ++i)
{
inf_word_str += rand.Next(0, 2);
}
//Умножаем информационное слово на образующий многочлен
BinaryString code_word = new BinaryString(inf_word_str) * polynomial_;
//Генерируем количество ошибок
int num_of_mistakes = rand.Next(1, (d_ - 1) / 2 + 1);
//Генерируем первую позиции интервала, в котором будут находиться ошибки
int first_pos = 0;
if (k_ != 1)
{
first_pos = rand.Next(1, code_word.size() - polynomial_.size() - 1);
}
//Допускаем ошибки
string code_word_str = code_word.ToString();
for (int i = 0; i < num_of_mistakes; ++i)
{
int index = rand.Next(first_pos, first_pos + polynomial_.size());
code_word[index] = BinaryString.InverseChar(code_word[index]);
}
//Проверяем, есть ли ошибки в слове, и если нет, допускаем одну
if (code_word.ToString() == code_word_str)
{
int index = rand.Next(1, code_word.size());
code_word[index] = BinaryString.InverseChar(code_word[index]);
}
//Записываем в текстБокс
tb_code_word.Text += code_word.ToString();
}
public GF2(int degree, BinaryString polynomial)
{
polynomial = polynomial.cutUnsignificantZeros();
//Проверка на соответствие degree степени полинома polinomial
if (degree != polynomial.size() - 1)
{
MessageBox.Show("Степень образующего многочлена не соответствует степени поля Галуа.");
Application.Exit();
}
degree_ = degree;
elements_ = new BinaryString[(int)Math.Pow(2, degree_)];
polynomial_ = polynomial;
//Формируем нулевой элемент
string temp_str = "";
for (int i = 0; i < degree_; ++i)
{
temp_str += "0";
}
elements_[0] = new BinaryString(temp_str);
//Формируем ненулевые элементы поля
for (int i = 1; i < elements_.Length; ++i)
{
elements_[i] = elements_[i - 1];
++elements_[i];
}
}
//Метод, генерирующий неприводимые полиномы нужной степени
public static List <BinaryString> generatePolynomialsOfDegree(int deg)
{
List <BinaryString> result_list = new List <BinaryString>();
//Генерируем первый полином нужной степени
string temp_str = "1";
for (int i = 0; i < deg; ++i)
{
if (i == deg - 1)
{
temp_str += '1';
}
else
{
temp_str += '0';
}
}
BinaryString cur_polynomial = new BinaryString(temp_str);
//Проверяем на неприводимость все полиномы степени deg
while (cur_polynomial.size() == deg + 1)
{
//Делим текущий полином на все неприводимые полиномы степеней вплоть до deg/2
BinaryString cur_divider = new BinaryString("10");
while (cur_divider.size() <= (deg + 2) / 2)
{
if ((cur_polynomial % cur_divider).ToString() == "0") //Если нашли делитель полинома
{
break;
}
++cur_divider;
}
if (cur_divider.size() > (deg + 2) / 2)
{
result_list.Add(cur_polynomial);
}
++cur_polynomial;
}
return(result_list);
}
//Обыкновенное сложение (не по модулю 2)
private BinaryString add(BinaryString bin_str)
{
int min_size = (size() < bin_str.size()) ? size() : bin_str.size();
int max_size = (size() > bin_str.size()) ? size() : bin_str.size();
string result_string = "";
byte transp_digit = 0;//Разряд переноса
//Складываем строки
for (int i = 0; i < min_size; ++i)
{
if (string_[size() - i - 1] == '0' && bin_str.string_[bin_str.size() - i - 1] == '0')
{
result_string += transp_digit.ToString();
transp_digit = 0;
}
else if (string_[size() - i - 1] == '0' && bin_str.string_[bin_str.size() - i - 1] == '1' ||
string_[size() - i - 1] == '1' && bin_str.string_[bin_str.size() - i - 1] == '0')
{
if (transp_digit == 0)
{
result_string += "1";
}
else
{
result_string += "0";
}
}
else
{
result_string += transp_digit.ToString();
transp_digit = 1;
}
}
string largest_string = (size() > bin_str.size()) ? string_ : bin_str.string_;
for (int i = min_size; i < max_size; ++i)
{
if (transp_digit == 1)
{
switch (largest_string[max_size - i - 1])
{
case '0':
result_string += "1"; transp_digit = 0; break;
case '1':
result_string += "0"; break;
}
}
else
{
result_string += largest_string[max_size - i - 1];
}
}
if (transp_digit == 1)
{
result_string += "1";
}
result_string = new string(result_string.ToCharArray().Reverse().ToArray()); //Переворачиваем результирующую строку
return(new BinaryString(result_string));
}
public ResultDecodingForm(DecodingForm prev_form, BinaryString polynomial, BinaryString code_word)
{
InitializeComponent();
//Связываем с предыдущей формой
previous_form_ = prev_form;
text_box.Text += "Пусть B' - полученное кодовое слово (с ошибками или без), \nB - отправленное " +
"кодовое слово\nB = B', если B' не " +
"содержит ошибок;\nB = B' + e, иначе (e - вектор ошибок)\n\nДекодируем кодовое " +
"слово " + code_word.ToString() + ". Для этого разделим его на " +
"образующий многочлен " + polynomial.ToString() + ":\nI' = B' / F = " + code_word.ToString() +
" / " + polynomial.ToString() + " = ";
BinaryString inf_word = code_word / polynomial;
text_box.Text += inf_word.ToString() + "\n\nОстаток от деления: e = ";
BinaryString remainder = code_word % polynomial;
text_box.Text += remainder.ToString();
if (remainder.weight() == 0)
{
text_box.Text += "\nВес остатка равен 0, следовательно, кодовое слово В не содержит ошибок. Значит, " +
"I = I' = " + inf_word.ToString() + " - искомое информационное слово.";
return;
}
if (remainder.weight() <= (prev_form.d - 1) / 2)
{
text_box.Text += "\n\nКоличество исправляемых ошибок: r = " + (prev_form.d - 1) / 2 + "\n\nВес " +
"остатка w(e) = " + remainder.weight() + "\n\nТак как выполняется неравенство w <= r, то мы " +
"можем исправить ошибки в полученном кодовом слове и найти информационное слово следующим " +
"образом:\nI = (B' + e) / F = (" + code_word.ToString() + " + " + remainder.ToString() + ") / " +
polynomial.ToString() + " = ";
BinaryString B = code_word + remainder;
text_box.Text += B.ToString() + " / " + polynomial.ToString() + " = ";
BinaryString I = B / polynomial;
text_box.Text += I.ToString();
return;
}
text_box.Text += "\nВес остатка: w(e) = " + remainder.weight() + ".\n\nКоличество исправляемых ошибок:" +
" r =" + (prev_form.d - 1) / 2 + "\n\nТак как w > r (1), то для исправления ошибок в полученном кодовом" +
" слове необходимо делать циклические сдвиги B' до тех пор, пока условие (1) не нарушится.\n\nПусть " +
"Bi - слово, полученное после i циклических сдвигов вправо слова B', ei - остаток от деления Bi на F." +
" Выполним сдвиги: ";
BinaryString cur_b = code_word.RightCyclShift(1);
int i;
for (i = 1; i < code_word.size(); ++i)
{
text_box.Text += "\n\nB" + i + " = " + cur_b.ToString() + ", e" + i + " = ";
BinaryString cur_rem = cur_b % polynomial;
text_box.Text += cur_rem.ToString() + ", w(e" + i + ") = " + cur_rem.weight();
if (cur_rem.weight() <= (prev_form.d - 1) / 2)
{
text_box.Text += "\n\nУсловие (1) нарушилось, следовательно, можно исправить ошибки:\nB'" + i +
" = B" + i + " + e" + i + " = " + cur_b.ToString() + " + " + cur_rem.ToString() + " = ";
BinaryString res_of_add = cur_b + cur_rem;
text_box.Text += res_of_add.ToString() + "\nДля этого необходимо сделать " + i + " циклических " +
"сдвигов влево полученного слова: B = ";
BinaryString new_b = res_of_add.LeftCyclShift(i);
text_box.Text += new_b.ToString() + "\n\nТеперь мы можем получить информационное слово: I = B / F = " +
new_b.ToString() + " / " + polynomial.ToString() + " = ";
BinaryString I = new_b / polynomial;
text_box.Text += I.ToString();
break;
}
cur_b = cur_b.RightCyclShift(1);
}
if (i == code_word.size())
{
text_box.Text += "\n\nНи один сдвиг слова B' не дал треубемого остатка от деления. Следовательно, " +
"в полученном слове невозможно исправить ошибки.";
}
}
