Lab_2(Sem_2)

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class LFSR {

    public final int mask;          // маска
    public final int defaultValue;  // значение по умолчанию
    public final int bitsMask;      // битовая маска

    public static int period;                        // счетчик периода
    public static int[] massRandInt = new int[256];  // массив случайных элементов

    private static final int sizeOfBlock = 8;        // размер нашего битового блока (1 байт)
    private static final int bits = 8;               // работаем в 8-ми битной системе

    private int current; // текущее значение
    private int next;    // следущее


    // Конструктор класса mask - формула в hex системе счисления, defaultValue - значение по умолчанию
    public LFSR (int mask, int defaultValue)  {

        this.bitsMask = (0x01 << bits) - 1;
        this.mask = mask & bitsMask;
        this.defaultValue = defaultValue & bitsMask;

        this.current = this.defaultValue;
        this.next = next (this.defaultValue, this.bitsMask, this.mask);
    }

    public int next () {
        this.current = this.next;
        this.next = next (this.current, this.bitsMask, this.mask);
        return this.current;
    }

    public int next (int n) {
        for (int i = 0; i < n; i++)
            next();
        return this.current;
    }

    public static int next(int in, int bitsMask, int mask) {
        return (in << 1) & bitsMask | lsb (in, bitsMask, mask);
    }

    public static int lsb(int value, int bitsMask, int mask) {
        int bit = 0;
        for (int i = 0x01; i < bitsMask; i <<= 1)
            if ((mask & i) != 0 && (value & i) != 0)
                bit ^= 0x01;
        return bit;
    }

    public static String[] intArrayToStringArray(int[]intArray, int periodIntArray){
        String[] stringRandomNums = new String[periodIntArray + 1];

        for (int i = 0; i <= periodIntArray; i++) {
            stringRandomNums[i] = Integer.toBinaryString(intArray[i]);
        }
        return stringRandomNums;
    }

    public static void printString(String[] array, int periodArray){
        for (int i = 0; i <= periodArray ; i++) {
            System.out.print(array[i]);
        }
    }

    public static int count_1(String input) {
        return (int) Arrays.stream(input.split("")).filter(s -> s.toLowerCase().equals("1")).count();
    }

    public static int count_0(String input) {
        return (int)Arrays.stream(input.split("")).filter(s -> s.toLowerCase().equals("0")).count();
    }

    public static int bin2dec(String binNumber) {

        return Integer.parseInt( binNumber, 2);
    }

    private static String Right_length(String myString, int length){

        while (myString.length() != length){
            StringBuilder new_column = new StringBuilder(myString);
            new_column.insert(0,"0");
            myString = new_column.toString();
        }
        return myString;
    }

    public static StringBuilder concat(String[] array ) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for (String s : array) {
            builder.append(s);
        }
        return builder;
    }

    public static List<String> bitsList(String array){
        List<String> sequenceOfBitChunks = new ArrayList<>();

        for(int i = 0; i + sizeOfBlock <= array.length(); i = i + sizeOfBlock){
            sequenceOfBitChunks.add(array.substring(i, i + sizeOfBlock));
        }
        return sequenceOfBitChunks;
    }

    public static int getCountMod2(List<String> list) {
        int count = 0;
        for (String str8 : list
        ) {
            if (bin2dec(str8) % 2 == 0) count++;
        }
        return count;
    }

    public static int getCountNoMod2(List<String> list) {
        int count = 0;
        for (String str8 : list
        ) {
            if (bin2dec(str8) % 2 != 0) count++;
        }
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {

        LFSR l2 = new LFSR ( 0xC4 , 20); // запись в скобке: (X^8 + x^7 + x^2 + 1, число по умолчанию)

        for (int i = 0; i < 255 ; i++) {
            massRandInt[i] = l2.next(i);
            if ((l2.next(i) != l2.next(i + 3)) & (l2.next(i+1) != l2.next(i + 2)) ) {
                period++;
            }
            else break;
            System.out.println(i+") "+ l2.next(i));
        }

        String[] stringRandom = intArrayToStringArray(massRandInt, period);
        System.out.println("Период в битовом преставлении: ");
        printString(stringRandom, period);
        System.out.println("\n");

        //соединили в общую строку
        StringBuilder builder = concat(stringRandom);
        String str = builder.toString();
        System.out.println("Длина периода в битовом преставлении: " + builder.toString().length() + "\n");

        System.out.println("Количество нулей в одном периоде при битовом представлении\n" +
                "выходной последовательности: " + count_0(str) + "\n");
        System.out.println("Количество единиц в одном периоде при битовом представлении\n" +
                "выходной последовательности: " + count_1(str) + "\n");

        //сделали длину строки кратной 8 для работы с байтами
        String strMod_8 = Right_length(str, (str.length() + sizeOfBlock - (str.length() % 8)));

        //разбили массив нулей и единиц на лист, состоящий из байт
        List<String> sequenceOfBitChunks = bitsList(strMod_8);

        System.out.println("Количество четных чисел в одном периоде: " + getCountMod2(sequenceOfBitChunks) + "\n");
        System.out.println("Количество НЕчетных чисел в одном периоде: " + getCountNoMod2(sequenceOfBitChunks));
    }
}