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Task/Zeckendorf-arithmetic/Java/zeckendorf-arithmetic.java
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Task/Zeckendorf-arithmetic/Java/zeckendorf-arithmetic.java
Normal file
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@ -0,0 +1,186 @@
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import java.util.List;
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public class Zeckendorf implements Comparable<Zeckendorf> {
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private static List<String> dig = List.of("00", "01", "10");
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private static List<String> dig1 = List.of("", "1", "10");
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private String x;
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private int dVal = 0;
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private int dLen = 0;
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public Zeckendorf() {
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this("0");
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}
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public Zeckendorf(String x) {
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this.x = x;
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int q = 1;
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int i = x.length() - 1;
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dLen = i / 2;
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while (i >= 0) {
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dVal += (x.charAt(i) - '0') * q;
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q *= 2;
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i--;
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}
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}
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private void a(int n) {
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int i = n;
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while (true) {
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if (dLen < i) dLen = i;
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int j = (dVal >> (i * 2)) & 3;
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switch (j) {
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case 0:
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case 1:
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return;
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case 2:
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if (((dVal >> ((i + 1) * 2)) & 1) != 1) return;
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dVal += 1 << (i * 2 + 1);
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return;
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case 3:
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int temp = 3 << (i * 2);
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temp ^= -1;
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dVal = dVal & temp;
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b((i + 1) * 2);
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break;
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}
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i++;
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}
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}
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private void b(int pos) {
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if (pos == 0) {
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Zeckendorf thiz = this;
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thiz.inc();
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return;
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}
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||||
if (((dVal >> pos) & 1) == 0) {
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||||
dVal += 1 << pos;
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a(pos / 2);
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||||
if (pos > 1) a(pos / 2 - 1);
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} else {
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int temp = 1 << pos;
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||||
temp ^= -1;
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dVal = dVal & temp;
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b(pos + 1);
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b(pos - (pos > 1 ? 2 : 1));
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}
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}
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private void c(int pos) {
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||||
if (((dVal >> pos) & 1) == 1) {
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||||
int temp = 1 << pos;
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||||
temp ^= -1;
|
||||
dVal = dVal & temp;
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
c(pos + 1);
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||||
if (pos > 0) {
|
||||
b(pos - 1);
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||||
} else {
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||||
Zeckendorf thiz = this;
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||||
thiz.inc();
|
||||
}
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||||
}
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||||
public Zeckendorf inc() {
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dVal++;
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a(0);
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return this;
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}
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||||
public void plusAssign(Zeckendorf other) {
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for (int gn = 0; gn < (other.dLen + 1) * 2; gn++) {
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||||
if (((other.dVal >> gn) & 1) == 1) {
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||||
b(gn);
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}
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}
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}
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||||
public void minusAssign(Zeckendorf other) {
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||||
for (int gn = 0; gn < (other.dLen + 1) * 2; gn++) {
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||||
if (((other.dVal >> gn) & 1) == 1) {
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||||
c(gn);
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}
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||||
}
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||||
while ((((dVal >> dLen * 2) & 3) == 0) || (dLen == 0)) {
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dLen--;
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}
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}
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||||
public void timesAssign(Zeckendorf other) {
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Zeckendorf na = other.copy();
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Zeckendorf nb = other.copy();
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Zeckendorf nt;
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||||
Zeckendorf nr = new Zeckendorf();
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||||
for (int i = 0; i < (dLen + 1) * 2; i++) {
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||||
if (((dVal >> i) & 1) > 0) {
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||||
nr.plusAssign(nb);
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||||
}
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||||
nt = nb.copy();
|
||||
nb.plusAssign(na);
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||||
na = nt.copy();
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||||
}
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||||
dVal = nr.dVal;
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||||
dLen = nr.dLen;
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||||
}
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||||
private Zeckendorf copy() {
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||||
Zeckendorf z = new Zeckendorf();
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||||
z.dVal = dVal;
|
||||
z.dLen = dLen;
|
||||
return z;
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||||
}
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@Override
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public int compareTo(Zeckendorf other) {
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return ((Integer) dVal).compareTo(other.dVal);
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}
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||||
@Override
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||||
public String toString() {
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||||
if (dVal == 0) {
|
||||
return "0";
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||||
}
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||||
int idx = (dVal >> (dLen * 2)) & 3;
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||||
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(dig1.get(idx));
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||||
for (int i = dLen - 1; i >= 0; i--) {
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||||
idx = (dVal >> (i * 2)) & 3;
|
||||
stringBuilder.append(dig.get(idx));
|
||||
}
|
||||
return stringBuilder.toString();
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||||
}
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public static void main(String[] args) {
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System.out.println("Addition:");
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Zeckendorf g = new Zeckendorf("10");
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g.plusAssign(new Zeckendorf("10"));
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||||
System.out.println(g);
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||||
g.plusAssign(new Zeckendorf("10"));
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||||
System.out.println(g);
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||||
g.plusAssign(new Zeckendorf("1001"));
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||||
System.out.println(g);
|
||||
g.plusAssign(new Zeckendorf("1000"));
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||||
System.out.println(g);
|
||||
g.plusAssign(new Zeckendorf("10101"));
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||||
System.out.println(g);
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||||
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||||
System.out.println("\nSubtraction:");
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||||
g = new Zeckendorf("1000");
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||||
g.minusAssign(new Zeckendorf("101"));
|
||||
System.out.println(g);
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||||
g = new Zeckendorf("10101010");
|
||||
g.minusAssign(new Zeckendorf("1010101"));
|
||||
System.out.println(g);
|
||||
|
||||
System.out.println("\nMultiplication:");
|
||||
g = new Zeckendorf("1001");
|
||||
g.timesAssign(new Zeckendorf("101"));
|
||||
System.out.println(g);
|
||||
g = new Zeckendorf("101010");
|
||||
g.plusAssign(new Zeckendorf("101"));
|
||||
System.out.println(g);
|
||||
}
|
||||
}
|
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