using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;

namespace testHexNum
{
    class Program
    {

        // побитовое представление целого числа с сохранением в массив шестнадцатиразрядных комбинаций
        public static ushort[] numToBitArr(ushort inp)
        {
            ushort[] arr = new ushort[16];

            arr[0] = (ushort)(inp & 1);
            int pow = 1;

            for (int i = 1; i < 16; i++)
            {
                pow = pow * 2;
                arr[i] = (ushort)(inp & pow);
            }

            return arr;
        }

        // перестановка битов
        public static ushort bitPermutation(ushort inp, int[] arr)
        {
            ushort result = 0;
            ushort[] saveInputArr = new ushort[16]; // массив, хранящий побитовое представление исходного числа
            ushort[] outputArr = new ushort[16]; // массив, хранящий побитовое представление результата перестановки битов исходного числа

            saveInputArr = numToBitArr(inp); // сохраняем исходное число до преобразования/перестановки

            // формируем результат функции поразрядно, используя побитовые операции сдвига и логического ИЛИ
            for (int i = 0; i < 16; i++)
            {
                // сдвиг для каждого бита производим влево или вправо, в зависимости от отображения бита исходного числа в бит результата, определяемого алгоритмом преобразования
                outputArr[i] = ((16 - arr[15 - i] - i) > 0) ? (ushort)(saveInputArr[16 - arr[15 - i]] >> (16 - arr[15 - i] - i)) : (ushort)(saveInputArr[16 - arr[15 - i]] << (-16 + arr[15 - i] + i));
                result = (ushort)(result | outputArr[i]);
            }


            return result;
        }

        // проверка симметричности преобразования
        public static bool isSymmetric(ushort num, int[] arr)
        {
            return (num == bitPermutation(num, arr));
        }

        // преобразование целого числа в строку его двоичного представления

        public static string BinaryToString(ushort num)
        {
            string result_str = "";
            ushort num_mod = num;
            int power = 32768;

            // производим последовательное деление целого числа на очередную степень числа 2, в порядке убывания, используя остаток от деления для следующей операции деления
            for (int i = 16; i > 0; i--)
            {
                result_str = result_str + num_mod / power + '\t';
                num_mod = (ushort)(num % power); power = power / 2;
            }

            return result_str;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            // рабочая переменная для хранения преобразуемого целого числа
            ushort num = 0;

            // массивы перестановок двоичных разрядов для заданных преобразований
            int[] algO1_0 = { 4, 3, 2, 1, 8, 7, 6, 5, 12, 11, 10, 9, 16, 15, 14, 13 };
            int[] algO2_90 = { 13, 14, 15, 16, 9, 10, 11, 12, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4 };
            int[] algO3_45 = { 16, 12, 8, 4, 15, 11, 7, 3, 14, 10, 6, 2, 13, 9, 5, 1 };
            int[] algO4_135 = { 1, 5, 9, 13, 2, 6, 10, 14, 3, 7, 11, 15, 4, 8, 12, 16 };
            /* int[] algP1_90 = { 1, 5, 9, 13, 2, 6, 10, 14, 3, 7, 11, 15, 4, 8, 12, 16 }; */
            int[] algP1_90 = { 13, 9, 5, 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4 };
            int[] algP1_180 = { 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };
            int[] algP1_270 = { 4, 8, 12, 16, 3, 7, 11, 15, 2, 6, 10, 14, 1, 5, 9, 13 };

            
            // открываем текстовый файл для записи
            StreamWriter sw = new StreamWriter("output.txt");

            
            // перебираем все целые числа в диапазоне от 0 до 65535
            for (int n = 0; n <= 65535; n++)
            {
                num = (ushort)n;

                // проверку условия задачи проводим при помощи операции исключающее ИЛИ
                if (isSymmetric(num, algO1_0) || isSymmetric(num, algO2_90) || isSymmetric(num, algO3_45) || isSymmetric(num, algO4_135) || isSymmetric(num, algP1_90) || isSymmetric(num, algP1_180) || isSymmetric(num, algP1_270))
                {
                    sw.Write(BinaryToString(num)); // выводим в текстовый файл двоичное представление исходного числа
                    sw.Write(Convert.ToString(num, 16).ToUpper()); sw.Write('\t'); // выводим шестнадцатеричное представление исходного числа

                    // выводим шестнадцатеричные образы результатов преобразований
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algP1_90), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algP1_180), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algP1_270), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algO1_0), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algO2_90), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.Write(Convert.ToString(bitPermutation(num, algO3_45), 16).ToUpper()); sw.Write('\t');
                    sw.WriteLine(Convert.ToString(bitPermutation(num, algO4_135), 16).ToUpper());
                }
            }

            // закрываем выходной поток, связанный с текстовым файлом
            sw.Close();


        }
    }
}