/*
Soft decoder for Simplex codes

Copyright 2020 Ahmet Inan <inan@aicodix.de>
*/

#pragma once

namespace CODE {

template <int K>
class SimplexDecoder
{
	static const int W = 1 << K;
	static const int N = (1 << K) - 1;
	int8_t mod[W*N];

	static bool parity(unsigned x)
	{
		x ^= x >> 16;
		x ^= x >> 8;
		x ^= x >> 4;
		x ^= x >> 2;
		x ^= x >> 1;
		return x & 1;
	}
public:
	SimplexDecoder()
	{
		for (int msg = 0; msg < W; ++msg)
			for (int i = 0; i < N; ++i)
				mod[msg*N+i] = 1 - 2 * parity(msg&(i+1));
	}
	int operator()(const int8_t *code)
	{
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0; msg < W; ++msg) {
			int sum = 0;
			for (int i = 0; i < N; ++i)
				sum += mod[msg*N+i] * code[i];
			if (sum > best) {
				next = best;
				best = sum;
				word = msg;
			} else if (sum > next) {
				next = sum;
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

template <>
class SimplexDecoder<2>
{
	static const int K = 2;
	static const int W = 1 << K;
public:
	int operator()(const int8_t *code)
	{
		int sum[W] = {
			+ code[0] + code[1] + code[2],
			- code[0] + code[1] - code[2],
			+ code[0] - code[1] - code[2],
			- code[0] - code[1] + code[2],
		};
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0 ; msg < W; ++msg) {
			if (sum[msg] > best) {
				next = best;
				best = sum[msg];
				word = msg;
			} else if (sum[msg] > next) {
				next = sum[msg];
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

template <>
class SimplexDecoder<3>
{
	static const int K = 3;
	static const int W = 1 << K;
public:
	int operator()(const int8_t *code)
	{
		int sum[W] = {
			+ code[0] + code[1] + code[2] + code[3] + code[4] + code[5] + code[6],
			- code[0] + code[1] - code[2] + code[3] - code[4] + code[5] - code[6],
			+ code[0] - code[1] - code[2] + code[3] + code[4] - code[5] - code[6],
			- code[0] - code[1] + code[2] + code[3] - code[4] - code[5] + code[6],
			+ code[0] + code[1] + code[2] - code[3] - code[4] - code[5] - code[6],
			- code[0] + code[1] - code[2] - code[3] + code[4] - code[5] + code[6],
			+ code[0] - code[1] - code[2] - code[3] - code[4] + code[5] + code[6],
			- code[0] - code[1] + code[2] - code[3] + code[4] + code[5] - code[6],
		};
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0 ; msg < W; ++msg) {
			if (sum[msg] > best) {
				next = best;
				best = sum[msg];
				word = msg;
			} else if (sum[msg] > next) {
				next = sum[msg];
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

template <>
class SimplexDecoder<4>
{
	static const int K = 4;
	static const int W = 1 << K;
public:
	int operator()(const int8_t *c)
	{
		int sum[W] = {
			+ c[0] + c[1] + c[2] + c[3] + c[4] + c[5] + c[6] + c[7] + c[8] + c[9] + c[10] + c[11] + c[12] + c[13] + c[14],
			- c[0] + c[1] - c[2] + c[3] - c[4] + c[5] - c[6] + c[7] - c[8] + c[9] - c[10] + c[11] - c[12] + c[13] - c[14],
			+ c[0] - c[1] - c[2] + c[3] + c[4] - c[5] - c[6] + c[7] + c[8] - c[9] - c[10] + c[11] + c[12] - c[13] - c[14],
			- c[0] - c[1] + c[2] + c[3] - c[4] - c[5] + c[6] + c[7] - c[8] - c[9] + c[10] + c[11] - c[12] - c[13] + c[14],
			+ c[0] + c[1] + c[2] - c[3] - c[4] - c[5] - c[6] + c[7] + c[8] + c[9] + c[10] - c[11] - c[12] - c[13] - c[14],
			- c[0] + c[1] - c[2] - c[3] + c[4] - c[5] + c[6] + c[7] - c[8] + c[9] - c[10] - c[11] + c[12] - c[13] + c[14],
			+ c[0] - c[1] - c[2] - c[3] - c[4] + c[5] + c[6] + c[7] + c[8] - c[9] - c[10] - c[11] - c[12] + c[13] + c[14],
			- c[0] - c[1] + c[2] - c[3] + c[4] + c[5] - c[6] + c[7] - c[8] - c[9] + c[10] - c[11] + c[12] + c[13] - c[14],
			+ c[0] + c[1] + c[2] + c[3] + c[4] + c[5] + c[6] - c[7] - c[8] - c[9] - c[10] - c[11] - c[12] - c[13] - c[14],
			- c[0] + c[1] - c[2] + c[3] - c[4] + c[5] - c[6] - c[7] + c[8] - c[9] + c[10] - c[11] + c[12] - c[13] + c[14],
			+ c[0] - c[1] - c[2] + c[3] + c[4] - c[5] - c[6] - c[7] - c[8] + c[9] + c[10] - c[11] - c[12] + c[13] + c[14],
			- c[0] - c[1] + c[2] + c[3] - c[4] - c[5] + c[6] - c[7] + c[8] + c[9] - c[10] - c[11] + c[12] + c[13] - c[14],
			+ c[0] + c[1] + c[2] - c[3] - c[4] - c[5] - c[6] - c[7] - c[8] - c[9] - c[10] + c[11] + c[12] + c[13] + c[14],
			- c[0] + c[1] - c[2] - c[3] + c[4] - c[5] + c[6] - c[7] + c[8] - c[9] + c[10] + c[11] - c[12] + c[13] - c[14],
			+ c[0] - c[1] - c[2] - c[3] - c[4] + c[5] + c[6] - c[7] - c[8] + c[9] + c[10] + c[11] + c[12] - c[13] - c[14],
			- c[0] - c[1] + c[2] - c[3] + c[4] + c[5] - c[6] - c[7] + c[8] + c[9] - c[10] + c[11] - c[12] - c[13] + c[14],
		};
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0 ; msg < W; ++msg) {
			if (sum[msg] > best) {
				next = best;
				best = sum[msg];
				word = msg;
			} else if (sum[msg] > next) {
				next = sum[msg];
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

template <>
class SimplexDecoder<5>
{
	static const int K = 5;
	static const int W = 1 << K;
public:
	int operator()(const int8_t *c)
	{
		int sum[W] = {
+c[0]+c[1]+c[2]+c[3]+c[4]+c[5]+c[6]+c[7]+c[8]+c[9]+c[10]+c[11]+c[12]+c[13]+c[14]+c[15]+c[16]+c[17]+c[18]+c[19]+c[20]+c[21]+c[22]+c[23]+c[24]+c[25]+c[26]+c[27]+c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]+c[3]-c[4]+c[5]-c[6]+c[7]-c[8]+c[9]-c[10]+c[11]-c[12]+c[13]-c[14]+c[15]-c[16]+c[17]-c[18]+c[19]-c[20]+c[21]-c[22]+c[23]-c[24]+c[25]-c[26]+c[27]-c[28]+c[29]-c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]+c[3]+c[4]-c[5]-c[6]+c[7]+c[8]-c[9]-c[10]+c[11]+c[12]-c[13]-c[14]+c[15]+c[16]-c[17]-c[18]+c[19]+c[20]-c[21]-c[22]+c[23]+c[24]-c[25]-c[26]+c[27]+c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]-c[1]+c[2]+c[3]-c[4]-c[5]+c[6]+c[7]-c[8]-c[9]+c[10]+c[11]-c[12]-c[13]+c[14]+c[15]-c[16]-c[17]+c[18]+c[19]-c[20]-c[21]+c[22]+c[23]-c[24]-c[25]+c[26]+c[27]-c[28]-c[29]+c[30],
+c[0]+c[1]+c[2]-c[3]-c[4]-c[5]-c[6]+c[7]+c[8]+c[9]+c[10]-c[11]-c[12]-c[13]-c[14]+c[15]+c[16]+c[17]+c[18]-c[19]-c[20]-c[21]-c[22]+c[23]+c[24]+c[25]+c[26]-c[27]-c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]-c[3]+c[4]-c[5]+c[6]+c[7]-c[8]+c[9]-c[10]-c[11]+c[12]-c[13]+c[14]+c[15]-c[16]+c[17]-c[18]-c[19]+c[20]-c[21]+c[22]+c[23]-c[24]+c[25]-c[26]-c[27]+c[28]-c[29]+c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]-c[3]-c[4]+c[5]+c[6]+c[7]+c[8]-c[9]-c[10]-c[11]-c[12]+c[13]+c[14]+c[15]+c[16]-c[17]-c[18]-c[19]-c[20]+c[21]+c[22]+c[23]+c[24]-c[25]-c[26]-c[27]-c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]-c[1]+c[2]-c[3]+c[4]+c[5]-c[6]+c[7]-c[8]-c[9]+c[10]-c[11]+c[12]+c[13]-c[14]+c[15]-c[16]-c[17]+c[18]-c[19]+c[20]+c[21]-c[22]+c[23]-c[24]-c[25]+c[26]-c[27]+c[28]+c[29]-c[30],
+c[0]+c[1]+c[2]+c[3]+c[4]+c[5]+c[6]-c[7]-c[8]-c[9]-c[10]-c[11]-c[12]-c[13]-c[14]+c[15]+c[16]+c[17]+c[18]+c[19]+c[20]+c[21]+c[22]-c[23]-c[24]-c[25]-c[26]-c[27]-c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]+c[3]-c[4]+c[5]-c[6]-c[7]+c[8]-c[9]+c[10]-c[11]+c[12]-c[13]+c[14]+c[15]-c[16]+c[17]-c[18]+c[19]-c[20]+c[21]-c[22]-c[23]+c[24]-c[25]+c[26]-c[27]+c[28]-c[29]+c[30],
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+c[0]+c[1]+c[2]-c[3]-c[4]-c[5]-c[6]-c[7]-c[8]-c[9]-c[10]+c[11]+c[12]+c[13]+c[14]+c[15]+c[16]+c[17]+c[18]-c[19]-c[20]-c[21]-c[22]-c[23]-c[24]-c[25]-c[26]+c[27]+c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]-c[3]+c[4]-c[5]+c[6]-c[7]+c[8]-c[9]+c[10]+c[11]-c[12]+c[13]-c[14]+c[15]-c[16]+c[17]-c[18]-c[19]+c[20]-c[21]+c[22]-c[23]+c[24]-c[25]+c[26]+c[27]-c[28]+c[29]-c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]-c[3]-c[4]+c[5]+c[6]-c[7]-c[8]+c[9]+c[10]+c[11]+c[12]-c[13]-c[14]+c[15]+c[16]-c[17]-c[18]-c[19]-c[20]+c[21]+c[22]-c[23]-c[24]+c[25]+c[26]+c[27]+c[28]-c[29]-c[30],
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+c[0]+c[1]+c[2]+c[3]+c[4]+c[5]+c[6]+c[7]+c[8]+c[9]+c[10]+c[11]+c[12]+c[13]+c[14]-c[15]-c[16]-c[17]-c[18]-c[19]-c[20]-c[21]-c[22]-c[23]-c[24]-c[25]-c[26]-c[27]-c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]+c[3]-c[4]+c[5]-c[6]+c[7]-c[8]+c[9]-c[10]+c[11]-c[12]+c[13]-c[14]-c[15]+c[16]-c[17]+c[18]-c[19]+c[20]-c[21]+c[22]-c[23]+c[24]-c[25]+c[26]-c[27]+c[28]-c[29]+c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]+c[3]+c[4]-c[5]-c[6]+c[7]+c[8]-c[9]-c[10]+c[11]+c[12]-c[13]-c[14]-c[15]-c[16]+c[17]+c[18]-c[19]-c[20]+c[21]+c[22]-c[23]-c[24]+c[25]+c[26]-c[27]-c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]-c[1]+c[2]+c[3]-c[4]-c[5]+c[6]+c[7]-c[8]-c[9]+c[10]+c[11]-c[12]-c[13]+c[14]-c[15]+c[16]+c[17]-c[18]-c[19]+c[20]+c[21]-c[22]-c[23]+c[24]+c[25]-c[26]-c[27]+c[28]+c[29]-c[30],
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-c[0]+c[1]-c[2]-c[3]+c[4]-c[5]+c[6]+c[7]-c[8]+c[9]-c[10]-c[11]+c[12]-c[13]+c[14]-c[15]+c[16]-c[17]+c[18]+c[19]-c[20]+c[21]-c[22]-c[23]+c[24]-c[25]+c[26]+c[27]-c[28]+c[29]-c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]-c[3]-c[4]+c[5]+c[6]+c[7]+c[8]-c[9]-c[10]-c[11]-c[12]+c[13]+c[14]-c[15]-c[16]+c[17]+c[18]+c[19]+c[20]-c[21]-c[22]-c[23]-c[24]+c[25]+c[26]+c[27]+c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]-c[1]+c[2]-c[3]+c[4]+c[5]-c[6]+c[7]-c[8]-c[9]+c[10]-c[11]+c[12]+c[13]-c[14]-c[15]+c[16]+c[17]-c[18]+c[19]-c[20]-c[21]+c[22]-c[23]+c[24]+c[25]-c[26]+c[27]-c[28]-c[29]+c[30],
+c[0]+c[1]+c[2]+c[3]+c[4]+c[5]+c[6]-c[7]-c[8]-c[9]-c[10]-c[11]-c[12]-c[13]-c[14]-c[15]-c[16]-c[17]-c[18]-c[19]-c[20]-c[21]-c[22]+c[23]+c[24]+c[25]+c[26]+c[27]+c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]+c[3]-c[4]+c[5]-c[6]-c[7]+c[8]-c[9]+c[10]-c[11]+c[12]-c[13]+c[14]-c[15]+c[16]-c[17]+c[18]-c[19]+c[20]-c[21]+c[22]+c[23]-c[24]+c[25]-c[26]+c[27]-c[28]+c[29]-c[30],
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+c[0]+c[1]+c[2]-c[3]-c[4]-c[5]-c[6]-c[7]-c[8]-c[9]-c[10]+c[11]+c[12]+c[13]+c[14]-c[15]-c[16]-c[17]-c[18]+c[19]+c[20]+c[21]+c[22]+c[23]+c[24]+c[25]+c[26]-c[27]-c[28]-c[29]-c[30],
-c[0]+c[1]-c[2]-c[3]+c[4]-c[5]+c[6]-c[7]+c[8]-c[9]+c[10]+c[11]-c[12]+c[13]-c[14]-c[15]+c[16]-c[17]+c[18]+c[19]-c[20]+c[21]-c[22]+c[23]-c[24]+c[25]-c[26]-c[27]+c[28]-c[29]+c[30],
+c[0]-c[1]-c[2]-c[3]-c[4]+c[5]+c[6]-c[7]-c[8]+c[9]+c[10]+c[11]+c[12]-c[13]-c[14]-c[15]-c[16]+c[17]+c[18]+c[19]+c[20]-c[21]-c[22]+c[23]+c[24]-c[25]-c[26]-c[27]-c[28]+c[29]+c[30],
-c[0]-c[1]+c[2]-c[3]+c[4]+c[5]-c[6]-c[7]+c[8]+c[9]-c[10]+c[11]-c[12]-c[13]+c[14]-c[15]+c[16]+c[17]-c[18]+c[19]-c[20]-c[21]+c[22]+c[23]-c[24]-c[25]+c[26]-c[27]+c[28]+c[29]-c[30],
		};
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0 ; msg < W; ++msg) {
			if (sum[msg] > best) {
				next = best;
				best = sum[msg];
				word = msg;
			} else if (sum[msg] > next) {
				next = sum[msg];
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

template <>
class SimplexDecoder<6>
{
	static const int K = 6;
	static const int W = 1 << K;
public:
	int operator()(const int8_t *c)
	{
		int sum[W] = {
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		};
		int word = 0, best = 0, next = 0;
		for (int msg = 0 ; msg < W; ++msg) {
			if (sum[msg] > best) {
				next = best;
				best = sum[msg];
				word = msg;
			} else if (sum[msg] > next) {
				next = sum[msg];
			}
		}
		if (best == next)
			return -1;
		return word;
	}
};

}