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#include<iostream>
#include<string>
//#include<stdlib.h>
using namespace std;
int main(){
cout<<"Welcome to the 4 variable k-map simplifier\n";
int m[16];
for(int i=0;i<16;i++) m[i]=0; //initializing all the minterms with 0 initially
int n,p=0;
cout<<"\nEnter the number of minterms you wanna enter:";
cin>>n;
cout<<"Enter the minterms:";
for(int i=0;i<n;i++){
cin>>p;
m[p]=1;
}
/*cout<<"minterms are:";
for(int i=0;i<16;i++){
if(m[i]==1) cout<<i<<" ";
}*/
//cout<<"m[16]="<<m[16];
//making pairs
bool m_pairs[32]; //bcoz a total of 32 pairs is possible
//making all the possible pairs and covering them using if-conditions
// 1.horizontal pairs
if(m[0]==1 && m[1]==1) m_pairs[0]=1;
if(m[1]==1 && m[3]==1) m_pairs[1]=1;
if(m[3]==1 && m[2]==1) m_pairs[2]=1;
if(m[4]==1 && m[5]==1) m_pairs[3]=1;
if(m[5]==1 && m[7]==1) m_pairs[4]=1;
if(m[7]==1 && m[6]==1) m_pairs[5]=1;
if(m[12]==1 && m[13]==1) m_pairs[6]=1;
if(m[13]==1 && m[15]==1) m_pairs[7]=1;
if(m[15]==1 && m[14]==1) m_pairs[8]=1;
if(m[8]==1 && m[9]==1) m_pairs[9]=1;
if(m[9]==1 && m[11]==1) m_pairs[10]=1;
if(m[11]==1 && m[10]==1) m_pairs[11]=1;
// 2.verical pairs
if(m[0]==1 && m[4]==1) m_pairs[12]=1;
if(m[1]==1 && m[5]==1) m_pairs[13]=1;
if(m[3]==1 && m[7]==1) m_pairs[14]=1;
if(m[2]==1 && m[6]==1) m_pairs[15]=1;
if(m[4]==1 && m[12]==1) m_pairs[16]=1;
if(m[5]==1 && m[13]==1) m_pairs[17]=1;
if(m[7]==1 && m[15]==1) m_pairs[18]=1;
if(m[6]==1 && m[14]==1) m_pairs[19]=1;
if(m[12]==1 && m[8]==1) m_pairs[20]=1;
if(m[13]==1 && m[9]==1) m_pairs[21]=1;
if(m[15]==1 && m[11]==1) m_pairs[22]=1;
if(m[14]==1 && m[10]==1) m_pairs[23]=1;
// 3.corners or map folding
if(m[0]==1 && m[8]==1) m_pairs[24]=1;
if(m[1]==1 && m[9]==1) m_pairs[25]=1;
if(m[3]==1 && m[11]==1) m_pairs[26]=1;
if(m[2]==1 && m[10]==1) m_pairs[27]=1;
if(m[0]==1 && m[2]==1) m_pairs[28]=1;
if(m[4]==1 && m[6]==1) m_pairs[29]=1;
if(m[12]==1 && m[14]==1) m_pairs[30]=1;
if(m[8]==1 && m[10]==1) m_pairs[31]=1;
/*cout<<"minterm pairs:\n";
for(int i=0;i<32;i++){
cout<<i<<"."<<m_pairs[i]<<endl;
}*/
/*i can make a quad using 2 approaches:
1. combining all possible 4 1s
2. combining 2 pairs..
Since, i'll already get pairs I can combine the nearest pairs to get the quads and then i wouldn't have code for all the possible 4 ones to check for all possible quads
*/
bool m_quad[24]; //bcoz 24 quads are possible
//covering all possible quads using if conditions
// 1.squares
if((m_pairs[0]==1) && (m_pairs[3]==1)) m_quad[0]=1;
if((m_pairs[1]==1) && (m_pairs[4]==1)) m_quad[1]=1;
if((m_pairs[2]==1) && (m_pairs[5]==1)) m_quad[2]=1;
if((m_pairs[3]==1) && (m_pairs[6]==1)) m_quad[3]=1;
if((m_pairs[4]==1) && (m_pairs[7]==1)) m_quad[4]=1;
if((m_pairs[5]==1) && (m_pairs[8]==1)) m_quad[5]=1;
if((m_pairs[6]==1) && (m_pairs[9]==1)) m_quad[6]=1;
if((m_pairs[7]==1) && (m_pairs[10]==1)) m_quad[7]=1;
if((m_pairs[8]==1) && (m_pairs[11]==1)) m_quad[8]=1;
// 2.edges
if((m_pairs[0]==1) && (m_pairs[9]==1)) m_quad[9]=1;
if((m_pairs[1]==1) && (m_pairs[10]==1)) m_quad[10]=1;
if((m_pairs[2]==1) && (m_pairs[11]==1)) m_quad[11]=1;
if((m_pairs[12]==1) && (m_pairs[15]==1)) m_quad[12]=1;
if((m_pairs[16]==1) && (m_pairs[19]==1)) m_quad[13]=1;
if((m_pairs[20]==1) && (m_pairs[23]==1)) m_quad[14]=1;
// 3.horizontal
if((m_pairs[0]==1) && (m_pairs[2]==1)) m_quad[15]=1;
if((m_pairs[3]==1) && (m_pairs[5]==1)) m_quad[16]=1;
if((m_pairs[6]==1) && (m_pairs[8]==1)) m_quad[17]=1;
if((m_pairs[9]==1) && (m_pairs[11]==1)) m_quad[18]=1;
// 4.vertical
if((m_pairs[12]==1) && (m_pairs[20]==1)) m_quad[19]=1;
if((m_pairs[13]==1) && (m_pairs[21]==1)) m_quad[20]=1;
if((m_pairs[14]==1) && (m_pairs[22]==1)) m_quad[21]=1;
if((m_pairs[15]==1) && (m_pairs[23]==1)) m_quad[22]=1;
// 5.corner
if((m_pairs[28]==1) && (m_pairs[31]==1)) m_quad[23]=1;
/*just like quads, I can also make octets by combining the quads..*/
bool m_octet[8];
//covering all octets now..
// 1.vertical
if((m_quad[19]==1) && (m_quad[20]==1)) m_octet[0]=1;
if((m_quad[20]==1) && (m_quad[21]==1)) m_octet[1]=1;
if((m_quad[21]==1) && (m_quad[22]==1)) m_octet[2]=1;
// 2.horizontal
if((m_quad[15]==1) && (m_quad[16]==1)) m_octet[3]=1;
if((m_quad[16]==1) && (m_quad[17]==1)) m_octet[4]=1;
if((m_quad[17]==1) && (m_quad[18]==1)) m_octet[5]=1;
// 3.corners
if((m_quad[15]==1) && (m_quad[18]==1)) m_octet[6]=1;
if((m_quad[19]==1) && (m_quad[22]==1)) m_octet[7]=1;
//only one way is possible to cover the k-map with all ones..so:
bool m_sixteen=0; //it can be obtained by combining 2 octets
if(m_octet[0]==1 && m_octet[2]==1) m_sixteen=1;
string simplified;
if(m_sixteen==1){ //if the input covered the whole k-map with ones
cout<<"\nThe simplified function will be = 1"<<endl;
exit(0);
}
for(int i=0;i<=16;i++){
if(m[i]==1) break;
else{
if(i==16){ //if there are no ones in the whole k-map i.e no the k-map is empty
cout<<"\nThe simplified finction will be = 0";
exit(0);
}
}
}
//evaluating minimized expression now
// 1.octets
if(m_octet[0]==1) simplified=simplified+"a' + ";
if(m_octet[1]==1) simplified=simplified+"b + ";
if(m_octet[2]==1) simplified=simplified+"a + ";
if(m_octet[3]==1) simplified=simplified+"c' + ";
if(m_octet[4]==1) simplified=simplified+"d + ";
if(m_octet[5]==1) simplified=simplified+"c + ";
if(m_octet[6]==1) simplified=simplified+"d' + ";
if(m_octet[7]==1) simplified=simplified+"b' + ";
// 2.quads
if(m_quad[0]==1){
if(m_quad[2]==0 && m_quad[6]==0){
simplified=simplified+"a'c' + ";
}
}
if(m_quad[1]==1){
if(m_quad[7]==0 && m_quad[12]==0){
simplified=simplified+"bc' + ";
}
}
if(m_quad[2]==1){
if(m_quad[0]==0 && m_quad[8]==0){
simplified=simplified+"ac' + ";
}
}
if(m_quad[3]==1){
if(m_quad[5]==0 && m_quad[9]==0){
simplified=simplified+"a'd + ";
}
}
if(m_quad[4]==1){
if(m_quad[10]==0 && m_quad[13]==0){
simplified=simplified+"bd + ";
}
}
if(m_quad[5]==1){
if(m_quad[3]==0 && m_quad[11]==0){
simplified=simplified+"a'd + ";
}
}
if(m_quad[6]==1){
if(m_quad[0]==0 && m_quad[8]==0){
simplified=simplified+"a'c' + ";
}
}
if(m_quad[7]==1){
if(m_quad[1]==0 && m_quad[14]==0){
simplified=simplified+"bc + ";
}
}
if(m_quad[8]==1){
if(m_quad[2]==0 && m_quad[6]==0){
simplified=simplified+"ac + ";
}
}
if(m_quad[9]==1){
if(m_quad[11]==0 && m_quad[3]==0){
simplified=simplified+"a'd' + ";
}
}
if(m_quad[10]==1){
if(m_quad[4]==0 && m_quad[12]==0){
simplified=simplified+"bd' + ";
}
}
if(m_quad[11]==1){
if(m_quad[9]==0 && m_quad[5]==0){
simplified=simplified+"ad' + ";
}
}
if(m_quad[12]==1){
if(m_quad[14]==0 && m_quad[1]==0){
simplified=simplified+"b'c + ";
}
}
if(m_quad[13]==1){
if((m_quad[4]==0 )&& (m_quad[14]==0 || m_quad[14]==0)){
simplified=simplified+"b'd + ";
}
}
if(m_quad[14]==1){
if(m_quad[12]==0 && m_quad[7]==0){
simplified=simplified+"b'd' + ";
}
}
// 3.pairs
if(m_pairs[0]==1){
if(m_pairs[2]==0 && m_pairs[3]==0 && m_pairs[9]==0){
simplified=simplified+"a'c'd' + ";
}
}
if(m_pairs[1]==1){
if((m_pairs[4]==0 && m_pairs[10]==0) && (m_pairs[0]==0 || m_pairs[1]==0)){
simplified=simplified+"bc'd' + ";
}
}
if(m_pairs[2]==1){
if(m_pairs[0]==0 && m_pairs[5]==0 && m_pairs[11]==0){
simplified=simplified+"ac'd' + ";
}
}
if(m_pairs[3]==1){
if(m_pairs[0]==0 && m_pairs[6]==0 && m_pairs[5]==0){
simplified=simplified+"a'c'd + ";
}
}
if(m_pairs[4]==1){
if((m_pairs[1]==0 && m_pairs[7]==0) && (m_pairs[3]==0 || m_pairs[5]==0)){
simplified=simplified+"b'c'd + ";
}
}
if(m_pairs[5]==1){
if(m_pairs[3]==0 && m_pairs[2]==0 && m_pairs[8]==0){
simplified=simplified+"ac'd + ";
}
}
if(m_pairs[6]==1){
if(m_pairs[3]==0 && m_pairs[8]==0 && m_pairs[9]==0){
simplified=simplified+"a'cd + ";
}
}
if(m_pairs[7]==1){
if((m_pairs[4]==0 && m_pairs[10]==0) && (m_pairs[6]==0 || m_pairs[8]==0)){
simplified=simplified+"bcd + ";
}
}
if(m_pairs[8]==1){
if(m_pairs[6]==0 && m_pairs[5]==0 && m_pairs[11]==0){
simplified=simplified+"acd + ";
}
}
if(m_pairs[9]==1){
if(m_pairs[11]==0 && m_pairs[11]==0 && m_pairs[0]==0){
simplified=simplified+"a'cd' + ";
}
}
if(m_pairs[10]==1){
if((m_pairs[7]==0 && m_pairs[1]==0) && (m_pairs[9]==0 || m_pairs[11]==0)){
simplified=simplified+"bcd' + ";
}
}
if(m_pairs[11]==1){
if(m_pairs[9]==0 && m_pairs[8]==0 && m_pairs[2]==0){
simplified=simplified+"acd' + ";
}
}
if(m_pairs[12]==1){
if(m_pairs[13]==0 && m_pairs[15]==0 && m_pairs[20]==0){
simplified=simplified+"a'b'c' + ";
}
}
if(m_pairs[13]==1){
if(m_pairs[12]==0 && m_pairs[14]==0 && m_pairs[17]==0){
simplified=simplified+"a'bc' + ";
}
}
if(m_pairs[14]==1){
if(m_pairs[13]==0 && m_pairs[15]==0 && m_pairs[18]==0){
simplified=simplified+"abc' + ";
}
}
if(m_pairs[15]==1){
if(m_pairs[14]==0 && m_pairs[12]==0 && m_pairs[19]==0){
simplified=simplified+"ab'c' + ";
}
}
if(m_pairs[16]==1){
if((m_pairs[17]==0 && m_pairs[19]==0) && (m_pairs[12]==0 || m_pairs[20]==0)){
simplified=simplified+"a'b'd + ";
}
}
if(m_pairs[17]==1){
if((m_pairs[16]==0 && m_pairs[18]==0) && (m_pairs[13]==0 || m_pairs[21]==0)){
simplified=simplified+"a'bd + ";
}
}
if(m_pairs[18]==1){
if((m_pairs[17]==0 && m_pairs[19]==0) && (m_pairs[14]==0 || m_pairs[22]==0)){
simplified=simplified+"abd + ";
}
}
if(m_pairs[19]==1){
if((m_pairs[18]==0 && m_pairs[16]==0) && (m_pairs[15]==0 || m_pairs[23]==0)){
simplified=simplified+"ab'd + ";
}
}
if(m_pairs[20]==1){
if(m_pairs[21]==0 && m_pairs[23]==0 && m_pairs[12]==0){
simplified=simplified+"a'b'c + ";
}
}
if(m_pairs[21]==1){
if(m_pairs[20]==0 && m_pairs[22]==0 && m_pairs[13]==0){
simplified=simplified+"a''bc + ";
}
}
if(m_pairs[22]==1){
if(m_pairs[21]==0 && m_pairs[23]==0 && m_pairs[14]==0){
simplified=simplified+"abc + ";
}
}
if(m_pairs[23]==1){
if(m_pairs[22]==0 && m_pairs[20]==0 && m_pairs[15]==0){
simplified=simplified+"ab'c + ";
}
}
if(m_pairs[24]==1){
if(m_pairs[25]==0 && m_pairs[27]==0 && m_pairs[16]==0){
simplified=simplified+"a'b'd' + ";
}
}
if(m_pairs[25]==1){
if(m_pairs[24]==0 && m_pairs[26]==0 && m_pairs[17]==0){
simplified=simplified+"a'bd' + ";
}
}
if(m_pairs[26]==1){
if(m_pairs[25]==0 && m_pairs[27]==0 && m_pairs[18]==0){
simplified=simplified+"abd' + ";
}
}
if(m_pairs[27]==1){
if(m_pairs[26]==0 && m_pairs[24]==0 && m_pairs[19]==0){
simplified=simplified+"ab'd' + ";
}
}
if(m_pairs[28]==1){
if(m_pairs[29]==0 && m_pairs[31]==0 && m_pairs[1]==0){
simplified=simplified+"b'c'd' + ";
}
}
if(m_pairs[29]==1){
if(m_pairs[30]==0 && m_pairs[28]==0 && m_pairs[4]==0){
simplified=simplified+"b'c'd + ";
}
}
if(m_pairs[30]==1){
if(m_pairs[29]==0 && m_pairs[31]==0 && m_pairs[7]==0){
simplified=simplified+"b'cd + ";
}
}
if(m_pairs[31]==1){
if(m_pairs[30]==0 && m_pairs[28]==0 && m_pairs[10]==0){
simplified=simplified+"b'cd' + ";
}
}
if(m[0]==1){
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simplified=simplified+"a'b'c'd' + ";
}
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if(m[1]==1){
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simplified=simplified+"a'bc'd' + ";
}
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if(m[3]==1){
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}
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if(m[2]==1){
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}
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}
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}
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}
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/*int j;
for(int i=0;simplified[i]!='\0';i++) ++j;
j--;
simplified[j]=" ";*/
cout<<"\nThe simplified function is: "<<simplified;
return 0;
}