PortSimulator.java

package sat_final_lab;


import java.util.ArrayList;

public class PortSimulator {
    /**
     * LENGTH - константа, определяющая количество входных слов.
     * previousCondition определяет предыдущее состояние.
     * operationalCondition определяет оперативное состояние.
     * portNumber - максимальное количество портов. Переменная декрементируется в методе run(), а ее значение заносится
     * в changedPorts, если на порту произошло изменение.
     * previousConditionParts и operationalConditionParts хранят массив слов в целочисленном формате.
     * changedPorts - список, хранящий номера портов, на которых произошло изменение.
     */
    private static final int LENGTH = 4;
    private String previousCondition = "10011001 11110011 00001111 11000011";
    private String operationalCondition;
    private int portNumber = 31;
    private int[] previousConditionParts = new int[LENGTH];
    private int[] operationalConditionParts = new int[LENGTH];
    private ArrayList<Integer> changedPorts = new ArrayList<>();
    private ArrayList<Integer> freePorts = new ArrayList<>();

    /**
     * Конструктор класса
     * @param operationalCondition - оперативное состояние, вводимое пользователем.
     */
    public PortSimulator(String operationalCondition) {
        this.operationalCondition = operationalCondition;

        // Временные массивы, хранящие в себе слова состояний.
        String[] tempPrevious = parseCondition(previousCondition);
        String[] tempOperational = parseCondition(operationalCondition);

        /**
         * Цикл, в котором заполняются массивы previousConditionParts и operationalConditionParts.
         */
        for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {
            previousConditionParts[i] = Integer.parseInt(tempPrevious[i], 2);
            operationalConditionParts[i] = Integer.parseInt(tempOperational[i], 2);
        }
    }

    /**
     * Метод, выполняющий разбиение строки condition по пробелам.
     * @param condition - состояние: оперативное или предыдущее
     * @return строковый массив.
     */
    private String[] parseCondition(String condition) {
        return condition.split(" ");
    }

    /**
     * Метод для получения предыдущего состояния.
     * @return
     */
    public String getPreviousCondition() { return previousCondition; }

    /**
     * Метод, содержащий логику программы.
     * int temp - переменная, хранящая результат (предудущее состояние xor оперативное сосотояние).
     * String tempBinValue - строка, хранящая строковое значение, возвращаемое методом toBinaryString();
     * StringBuilder conditionBinValue - "строка", хранящая состояние изменений.
     */
    public void run() {

        int temp;
        String tempBinValue;
        String tempBinValueForPorts;
        StringBuilder changesBinValue = new StringBuilder();
        StringBuilder freePortsSB = new StringBuilder();

        // Цикл, выполняющийся для всех слов состояний (4 раза).
        for (int iteration = 0; iteration < LENGTH; iteration++) {
            // Если слово предыдущего состояния не равно слову оперативного состояния,
            if (previousConditionParts[iteration] != operationalConditionParts[iteration]) {
                // то выпоняется операция xor над словом предыдущего состояния и словом оперативного состояния,
                temp = previousConditionParts[iteration] ^ operationalConditionParts[iteration];
                // а затем выполняется операция and (логическое умножение) над результатом xor и
                // словом оперативного состояния и записывается в строку в двоичном виде.
                tempBinValue = Integer.toBinaryString(temp & operationalConditionParts[iteration]);
                // Условие, созданное для представления слова состояния в двоичном виде в полной форме.
                // Если длина строки <= 8, то
                if (tempBinValue.length() <= 8) {
                    // выполняется цикл от 0 до разницы (8 - длина бинарной строки),
                    for (int i = 0; i < 8 - tempBinValue.length(); i++)
                        // который на каждой итерации записывает 0 в changesBinValue,
                        changesBinValue.append("0");
                    // а затем добавляется само значение бинарной строки.
                    changesBinValue.append(tempBinValue);
                }
                // Условие, при котором слово предыдущего состояния изменяется на слово оперативного состояния.
                if (tempBinValue.contains("1"))
                    previousConditionParts[iteration] = operationalConditionParts[iteration];
                // Умножение на слово предыдущего состояния для выявления освободившихся портов.
                tempBinValueForPorts = Integer.toBinaryString(temp & previousConditionParts[iteration]);
                if (tempBinValueForPorts.length() <= 8) {
                    for (int i = 0; i < 8 - tempBinValueForPorts.length(); i++)
                        freePortsSB.append("0");
                    freePortsSB.append(tempBinValueForPorts);
                }
            }
        }
        // Цикл, который выискивает единицу в строке и записывает номер порта, на котором произошло изменение, в
        // список changedPorts.
        for (int i = 0; i < changesBinValue.length(); i++) {
            if (changesBinValue.charAt(i) == '1') {
                changedPorts.add(portNumber);
            }
            portNumber--;
        }

        portNumber = 31;

        // Цикл, который выискивает единицу в строке и записывает номер освободившегося порта в
        // список freePorts.
        for (int i = 0; i < freePortsSB.length(); i++) {
            if (freePortsSB.charAt(i) == '1') {
                freePorts.add(portNumber);
            }
            portNumber--;
        }
        // Если список не пуст,
        if (!changedPorts.isEmpty()) {
            // то выводим на экран номера портов, содержащиеся в списке,
            System.out.print("Изменения произошли на портах: ");
            for (int port : changedPorts)
                System.out.print(port + " ");
            // иначе изменений не произошло и список пуст.
        } else {
            System.out.println("Изменений не произошло.");
        }
        System.out.println();
        // Если список не пуст,
        if (!freePorts.isEmpty()) {
            // то выводим на экран номера портов, содержащиеся в списке,
            System.out.print("Освободившиеся порты: ");
            for (int port : freePorts)
                System.out.print(port + " ");
            // иначе изменений не произошло и список пуст.
        } else {
            System.out.println("Изменений не произошло.");
        }
        System.out.println();

        // Изменение строки предыдущего состояния на новую.
        StringBuilder newPreviousCondition = new StringBuilder();
        for (int number : previousConditionParts) {
            String tmp = Integer.toBinaryString(number);
            if (tmp.length() <= 8) {
                for (int i = 0; i < 8 - tmp.length(); i++)
                    freePortsSB.append("0");
                newPreviousCondition.append(tmp);
                newPreviousCondition.append(" ");
            }
        }
        System.out.println();
        System.out.println("Новая строка предыдущего состояния: " + newPreviousCondition.toString());
    }
}