Hashiwokakero: Buduj mosty!

Hashiwokakero (po japońsku „budowanie mostów”) to łamigłówka, w której zadaniem jest połączenie grupy wysp z mostami. Reguły są następujące:

1. Mosty muszą przebiegać pionowo lub poziomo między dwiema wyspami.
2. Mosty nie mogą się krzyżować.
3. Para wysp może być połączona co najwyżej dwoma równoległymi mostami.
4. Każda wyspa jest oznaczona numerem od 1 do 8 włącznie. Liczba mostów połączonych z wyspą musi być zgodna z liczbą na tej wyspie.
5. Mosty muszą łączyć wyspy w jedną połączoną grupę.

Twoim zadaniem jest napisanie programu, który rozwiąże zagadki Hashiwokakero.

Możesz założyć, że daną łamigłówkę można rozwiązać i że istnieje tylko jedno rozwiązanie.

Program powinien być dość wydajny. Na przykład rozwiązanie poniższej układanki 25x25 nie powinno zająć więcej niż 10 minut na przeciętnym komputerze i nie powinno zajmować więcej niż gigabajt pamięci. Rozwiązanie mniejszych zagadek, takich jak 7x7, powinno zająć kilka sekund.

Wejście:

Puzzle zostaną podane jako mapa 2D znaków, z cyframi 1do 8reprezentujących wysp i przestrzeni reprezentujących wodę. W razie potrzeby linie zostaną wypełnione spacjami, aby uzyskać taką samą długość.

Wyspy zawsze będą oddzielone poziomo i pionowo co najmniej jednym kwadratem wody, aby między nimi był potencjalny most. W układance zawsze będą przynajmniej dwie wyspy.

Twój program powinien najlepiej czytać mapę puzzli ze standardowego wejścia, ale możesz podać alternatywną metodę wprowadzania, jeśli Twój język programowania tego wymaga.

Wynik:

Dane wyjściowe powinny być podobne do danych wejściowych, z wyjątkiem spacji zastępowanych w razie potrzeby mostkami. Mosty należy narysować przy użyciu znaków rysunkowych w polu Unicode ─(U + 2500), │(U + 2502), ═(U + 2550) i ║(U + 2551) w celu przedstawienia poziomych i pionowych pojedynczych i podwójnych mostów.

Jeżeli znaki Unicode są problemem, można używać znaków ASCII -, |, =a Hzamiast tego.

Kryteria wygranej:

To jest kod golfowy. Wygrywa najkrótsze prawidłowe i rozsądnie wydajne rozwiązanie.

Przykłady:

Puzzle (7x7):

2 2  1 
 1  4 3
3  2   
    4  
 3 2  3
1      
 3  4 2

Rozwiązanie:

2─2──1
│1──4─3
3──2║ ║ 
│  │4 ║
│3─2║ 3
1║  ║ │
 3──4─2

Puzzle (25x25):

2 2 2  2  1 1 2 2  2  2 2 
           1 3 5  4  4 2  
2  2 4 5  5 4 2 2  1    3 
  2   1  1 3 3 2       2  
   3 4 4  4 4 5 4 3  2  3 
2 4 5 4            2   3  
 2 1   4 2  4 3   1  1  2 
2 1 3     1  1  6  4   2  
 3 2  4  3  6 3         2 
2 2 3  3  2     5 2  4 3  
 2 1               1    2 
  1 3 3 3 3 5 8 7 6  5 4  
2  3   1 1 2              
 1   1  5 1   4 5 6 3 1 2 
1   1  2    2        3 4  
 3 5 4  4  3  3 8 7 5 1 2 
2      3  1 2  2     1 1  
 2      2  2  2 5 7 6 3 3 
3  3 6 3  5 3  2   2 2 3  
 2            1 2 3 2   2 
3  4 6  4 5 5  3 3 5  1   
 2    1    2 2  1   1  3  
2    1    1 2 3  6 5 2  2 
 2 3  4 4  4 2         1  
2 2  2 2  2 2 2  1  1 3 2 

Rozwiązanie:

2─2─2──2  1 1─2─2──2──2─2
│      │  │1─3═5══4══4─2│
2  2─4─5══5═4═2│2──1 │ │3
│ 2│ ║1│ 1─3═3─2│    │ 2║
│ ║3═4│4══4─4═5─4─3──2 │3
2 4═5─4│  │ │ ║ │ │2───3│
│2─1║ ║4─2│ 4─3 │ 1│ 1 │2
2│1─3 ║║ │1 ║1──6══4 │ 2│
│3─2──4║ 3══6─3 ║  │ │ │2
2│2═3 │3──2 │ ║ 5─2│ 4─3│
│2─1│ │   │ │ ║ ║ │1 ║ │2
│ 1─3─3─3─3─5═8═7═6──5═4│
2──3───1│1─2│ ║ │ ║    ││
 1 │ 1──5─1││ 4─5─6─3─1│2
1│ │1──2║  │2 │ ║ ║ │3═4│
│3─5═4 │4──3│ 3═8═7═5│1│2
2│ │ ║ 3│ 1│2──2║ │ ║1│1│
│2 │ ║ ║2 │2──2│5═7═6─3─3
3│ 3─6─3│ 5═3 │2│ ║2│2─3│
║2 │ ║  │ ║ │ 1│2─3║2│ ║2
3│ 4═6──4─5─5──3─3─5││1║│
│2 │ │1 │ │2║2──1│ ║1││3│
2│ │ 1│ │ 1║2│3══6═5─2││2
│2─3──4═4──4─2│  │    │1│
2─2──2─2──2─2─2  1  1─3─2

Dodatkowe zagadki można znaleźć tutaj .

Haskell, 1074 znaków

main=interact$unlines.(\f@(l:_)->let a=(length l,length f)in head.filter(網(0,0)a).計(0,0)a$f).lines
橋=結"─═"数;結=zip;網 置@(右,下) 域@(幅,高) 地|下>=高=實|右>=幅=網(0,下+1)域 地|目 置 地`含`島
 =折((&&).折((&&).not.(`含`島))實)實(潔 置 域 地)|實=網(右+1,下)域 地
導=[(種,動)|動<-[1,-1],種<-"─═│║"];潔 置 域 地=折(拡 置 域)(換 地 置 '0')導
拡 置 域(種,動)地|([地],置)<-続(行 置 種 動)域 種 動 種 地=潔 置 域 地|實=地
計 置@(右,下)域@(幅,高)地|下>=高=[地]|右>=幅=計(0,下+1)域 地|[価]<-目 置 地`価`島
 =見込(価-環 置 域 地)>>=折(\種->(fst.続(行 置 種 1)域 種 1' '=<<))[地]>>=計(右+1,下)域
 |實=計(右+1,下)域 地;見込 価|価<0=[]|価>4=[]|實=[[""],["─","│"],["─│","║","═"],["─║","═│"],["═║"]]!!価
続 置 域 種 動 空 地|存 置 域=建 置 域 種 動 空 地|實=([],置)
建 置 域 種 動 空 地|目 置 地`含`島=([地],置)|目 置 地==空=続(行 置 種 動)域 種 動 空(換 地 置 種)
 |實=([],置);存(右,下)(幅,高)|右>=0,幅>右,0<=下=高>下|實=not 實;環 置 域 地=折(環行 置 域 地)0導
環行 置 域 地(種,動)数|置<-行 置 種 動,存 置 域,事<-目 置 地,事==種,[価]<-事`価`(橋++桥)=数+価|實=数
行(右,下)種 数|種`含`橋=(右+数,下)|實=(右,下+数);目(右,下)地=地!!下!!右;島=結"12345678"数
換 地(右,下)事|(上に,線:下に)<-捌 下 地,(左,古:右)<-捌 右 線=上に++(左++(事:右)):下に
折=foldl.flip;捌 0覧=([],覧);捌 数(物:覧)|(一覧,他)<-捌(数-1)覧=(物:一覧,他);實=1>0;数=[1..]
価 _[]=[];価 事((物,数):覧)|事==物=[数]|實=価 事 覧;含 事 覧|[_]<-価 事 覧=實|實=1<0;桥=結"│║"数

Haskell, 1192

main=interact$unlines.(\f@(l:_)->let a=(length l,length f)in head.filter(網(0,0)a).計(0,0)a$f).lines
橋=結合"─═"数;結合 []_=[];結合(事:覧)(物:一覧)=(事,物):結合 覧 一覧
網 置@(右,下) 域@(幅,高) 地|下>=高=實|右>=幅=網(0,下+1)域 地|目 置 地`含`島
 =折る((&&).折る((&&).反対.(`含`島))實)實(潔 置 域 地)|實=網(右+1,下)域 地
導=[(種,動)|動<-[1,-1],種<-"─═│║"];潔 置 域 地=折る(拡 置 域)(換 地 置 '0')導
拡 置 域(種,動)地|([地],置)<-続(行 置 種 動)域 種 動 種 地=潔 置 域 地|實=地
計 置@(右,下)域@(幅,高)地|下>=高=[地]|右>=幅=計(0,下+1)域 地|[価]<-目 置 地`価`島
 =見込(価-環 置 域 地)>>=折る(\種->(一.続(行 置 種 1)域 種 1' '=<<))[地]>>=計(右+1,下)域
 |實=計(右+1,下)域 地;見込 価|価<0=[]|価>4=[]|實=[[""],["─","│"],["─│","║","═"],["─║","═│"],["═║"]]!!価
続 置 域 種 動 空 地|存 置 域=建 置 域 種 動 空 地|實=([],置)
建 置 域 種 動 空 地|目 置 地`含`島=([地],置)|目 置 地==空=続(行 置 種 動)域 種 動 空(換 地 置 種)
 |實=([],置);存(右,下)(幅,高)|右>=0,幅>右,0<=下=高>下|實=反対 實;環 置 域 地=折る(環行 置 域 地)0導
環行 置 域 地(種,動)数|置<-行 置 種 動,存 置 域,事<-目 置 地,事==種,[価]<-事`価`結 橋 桥=数+価|實=数
行(右,下)種 数|種`含`橋=(右+数,下)|實=(右,下+数);一(第,第二)=第;目(右,下)地=地!!下!!右;島=結合"12345678"数
換 地(右,下)事|(上に,線:下に)<-捌 下 地,(左,古:右)<-捌 右 線=結 上に(結 左(事:右):下に);変 関[]=[]
変 関(物:覧)=関 物:変 関 覧;折る 関 物[]=物;折る 関 物(事:覧)=折る 関(関 事 物)覧;捌 0覧=([],覧)
捌 数(物:覧)|(一覧,他)<-捌(数-1)覧=(物:一覧,他);實=1>0;反対 真|真=1<0|實=實;数=[1..];結=(++)
価 _[]=[];価 事((物,数):覧)|事==物=[数]|實=価 事 覧;含 事 覧|[_]<-価 事 覧=實|實=1<0;桥=結合"│║"数

$ make ;   def0 +RTS -M1g < test-25x25.txt
ghc -o bin/def0 golfed0.hs -rtsopts -O2
[1 of 1] Compiling Main             ( golfed0.hs, golfed0.o )
Linking bin/def0 ...
2─2─2──2  1 1─2─2──2──2─2
│      │  │1─3═5══4══4─2│
2  2─4─5══5═4═2│2──1 │ │3
│ 2│ ║1│ 1─3═3─2│    │ 2║
│ ║3═4│4══4─4═5─4─3──2 │3
...

działa na moim i5 za 3 minuty .

type Board = [[Char]]
type Location = (Int,Int)
type BoardDimensions = (Int,Int)

main=interact$unlines.(\f@(l:_)
  ->let a=(length l,length f)  -- dimensions of the field from the input
     in head.filter(網(0,0)a)   --   ↙−   determine all possible ways to build bridges
  {-                ↑      -}   .計(0,0)a $ f                                         ).lines
     -- and use the first that is simply connected. 


 --  islands,            bridges
島=結合"12345678"数;  橋=結合"─═"数;  桥=結合"│║"数;               数=[1..]
 -- each with the associated "value" from the natural numbers _↗



     -- plan & commit the building of bridges
計 :: Location -> BoardDimensions -> Board -> [Board]
計    置@(右,下)   域@(幅,高)          地
 |下>=高=[地]        -- Walk over the board until every location was visited.
 |右>=幅=計(0,下+1)域 地
 |[価]<-目 置 地`価`島      -- When there is an island, read it's "value" 価
    =見込(価-環 置 域 地)  -- substract the value of the already-built bridges; fetch the ways to build bridges with the remaining value
     >>=折る(\種->(一.続(行 置 種 1)域 種 1' '=<<))[地]  -- for each of these ways, try to build a bridge.
      >>=計(右+1,下)域    -- for every possibility where that was successful, go on with the resultant board.
 |實=計(右+1,下)域 地

  -- Ways to build bridges with value 価:
見込 :: Int -> [[Char]]
見込    価
 |価<0=[]   -- not possible to build bridges with negative value
 |価>4=[]   -- nor with value >4  (we're always building south- / eastwards)
 |實=[ [""]      -- value 0
     ,["─","│"]  -- value 1
     ,["─│","║","═"],["─║","═│"],["═║"]]!!価  -- ... and so on

 -- continue, if Location is on the board, with the building of a bridge of type 種
続 :: Location -> BoardDimensions -> Char -> Int -> Char -> Board -> ([Board],Location)
続    置          域                  種      動      空      地
 |存 置 域=建 置 域 種 動 空 地
 |實=([],置)

      -- build that bridge, 
建 :: Location -> BoardDimensions -> Char -> Int -> Char -> Board -> ([Board],Location)
建    置          域                  種      動      空      地
 |目 置 地`含`島=([地],置)  -- but if we've reached an island we're done
 |目 置 地==空 -- if we're in water or what else (空, can also take on the value of 種 if we only want to check if the bridge is already there)
    =続(行 置 種 動)域 種 動 空(換 地 置 種) -- place (換) the bridge and go (行く) to the next location
 |實=([],置)  -- if we've reached something else (i.e. crossing bridges), return no result.

     -- number of connections present at location 置
環 :: Location -> BoardDimensions -> Board -> Int
環 置 域 地=折る(環行 置 域 地)0導  -- for all neighbouring positions
環行 置 域 地(種,動)数
 |置<-行 置 種 動,存 置 域   -- if they're on the board
 ,事<-目 置 地,事==種    --   and there's a bridge in the correct direction
 ,[価]<-事`価`結 橋 桥=数+価  -- check its value and sum it to the previous ones
 |實=数   -- if there's no bridge there, don't sum anything


導=[(種,動)|動<-[1,-1],種<-"─═│║"]     -- directions to go

--     --     --     --     --     --     --     --     --     --     --     --

     -- test for connectedness:
網 :: Location -> BoardDimensions -> Board -> Bool
網    置@(右,下)      域@(幅,高)         地      -- Walk over the board until an island is
 |下>=高=實                                    -- found. 潔 marks all islands connected to
 |右>=幅=網(0,下+1)域 地                        -- that island; then check if any unmarked
 |目 置 地`含`島=折る((&&).折る((&&).反対.(`含`島))實)實(潔 置 域 地)  -- islands are left in the
 |實=網(右+1,下)域 地                                                          -- result.

         -- mark islands connected to the one at 置:
潔 :: Location -> BoardDimensions -> Board -> Board
潔    置           域                 地    =折る(拡 置 域)(換 地 置 '0')[(種,動)|動<-[1,-1],種<-"─═│║"]
 -- mark the island at 置 with '0', then, for all the possible ways to go...
     -- Proceed with the marking in some direction
拡 :: Location -> BoardDimensions -> (Char,Int) -> Board -> [[Char]]
拡 置 域(種,動)地     -- if an island is found in the given direction, give control to 潔 there
 |([地],置)<-続(行 置 種 動)域 種 動 種 地=潔 置 域 地
 |實=地   -- if none is found (i.e. there was no bridge), just return the board without further marking


--     --     --     --     --     --     --     --     --     --     --     --
-- Primitives:

存 :: Location -> BoardDimensions -> Bool
存(右,下)(幅,高)|右>=0,幅>右,0<=下=高>下|實=反対 實  -- check if (右,下) is on the board

行 :: Location -> Char->Int -> Location
行(右,下)種 数|種`含`橋=(右+数,下)|實=(右,下+数)   -- go in some direction (determined by where 種 leads to)

目 :: Location -> Board -> Char
目(右,下)地=地!!下!!右          -- lookup what's at location (右,下)

   -- replace what's at (右,下) with 事
換 :: Board -> Location -> Char -> Board
換 地(右,下)事|(上に,線:下に)<-捌 下 地,(左,古:右)<-捌 右 線=結 上に(結 左(事:右):下に)




変 :: (a -> b) -> [a] -> [b]
変 関[]=[]                       -- Standard Haskell map function (just noticed I didn't actually use it at all)
変 関(物:覧)=関 物:変 関 覧

折る :: (b -> a -> a) -> a -> [b] -> a
折る 関 物[]=物                            -- equivalent 折る=foldl.flip
折る 関 物(事:覧)=折る 関(関 事 物)覧

捌 0覧=([],覧)
捌 数(物:覧)|(一覧,他)<-捌(数-1)覧=(物:一覧,他)   -- splitAt

實=1>0           --true

反対 真|真=1<0|實=實  -- not


結=(++)     -- list linking

一(第,第二)=第    -- fst

価 :: Eq a => a -> [(a,b)] -> [b]
価 _[]=[]                             -- lookup function
価 事((物,数):覧)|事==物=[数]|實=価 事 覧

含 :: Eq a => a -> [(a,b)] -> Bool
含 事 覧|[_]<-価 事 覧=實|實=1<0      -- equivalent 含 x = elem x . map fst


結合 []_=[]                          -- zip
結合(事:覧)(物:一覧)=(事,物):結合 覧 一覧

Python, 1079 znaków

import sys,re,copy
A=sys.stdin.read()
W=A.find('\n')+1
r=range
V={}
E=[]
for i in r(len(A)):
 if'0'<A[i]<'9':V[i]=int(A[i])
 for d in(1,W):m=re.match('[1-8]( +)[1-8]',A[i::d]);E+=[[i,i+len(m.group(1))*d+d,d,r(3)]]if m else[]
def S(E):
 q,t=0,1
 while q!=t:
  for e in E:
   if any(d[0]and e[3][0]==0and any(i in r(a+c,b,c)for i in r(e[0]+e[2],e[1],e[2]))for a,b,c,d in E):e[3]=[0]
  for i in V:
   m=sum(min(e[3])for e in E if i in e[:2]);n=sum(max(e[3])for e in E if i in e[:2])
   if m>V[i]or n<V[i]:return
   for e in E:
    if m+2>V[i]and i in e[:2]:e[3]=e[3][:V[i]-m+1]
    if n-2<V[i]and i in e[:2]:e[3]=e[3][V[i]-n-1:]
  t=q;q=sum(len(e[3])for e in E)
 Q=[min(V)]
 i=0
 while Q[i:]:
  x=Q[i];i+=1
  for e in E:
   if x in e[:2]:
    if sum(e[3]):
     for y in e[:2]:
      if y not in Q:Q+=[y]
 if len(Q)!=len(V):return
 U=[e for e in E if e[3][1:]]
 if U:
  for w in U[0][3]:U[0][3]=[w];S(copy.deepcopy(E))
 else:
  B=A
  for a,b,c,d in E:
   if d[0]:
    for i in r(a+c,b,c):B=B[:i]+[{1:'─',W:'│'},{1:'═',W:'║'}][d[0]-1][c]+B[i+1:]
  print(B)
  sys.exit(0)
S(E)

Kod wykonuje dość proste, wyczerpujące wyszukiwanie S, używając propagacji ograniczeń, aby uruchomić go w rozsądnym czasie. Ereprezentuje bieżący zestaw krawędzi, w formacie [od, do, delta, możliwe wagi] . od i do są identyfikatorami wysp, a delta wynosi 1 dla krawędzi poziomych lub W (= szerokość linii) dla krawędzi pionowych. możliwe wagi to podlista [0,1,2] kodująca aktualny znany stan tej krawędzi (0 = brak mostu, 1 = pojedynczy most, 2 = podwójny most).

Srobi trzy rzeczy. Najpierw propaguje informacje, tak jakby jedna krawędź nie miała już ciężaru zerowego jako możliwej, a następnie wszystkie krawędzie, które ją przecinają, są eliminowane (ich możliwe wagi są ustawione na [0]). Podobnie, jeśli suma minimalnej wagi krawędzi powstających na wyspie jest równa wadze wyspy, wówczas wszystkie te krawędzie są ustawione na minimum.

Po drugie, Ssprawdza, czy wykres jest nadal połączony przy użyciu krawędzi innych niż [0] ( Qobliczenia).

Wreszcie Swybiera krawędź, która wciąż nie jest w pełni określona i wywołuje się rekurencyjnie, ustawiając ją na jedną z pozostałych możliwości.

Największy przykład zajmuje około 2 minut.

C # - 6601 5661 2225

using System;using System.Collections.Generic;using Google.OrTools.ConstraintSolver;
using System.Linq;namespace A{class N{public int R,C,Q;public bool F;public N(int r,
int c,int q){R=r;C=c;Q=q;}}class E{private static int i;public N A,B;public int I;
public E(N a,N b){A=a;B=b;I=i++;}}class H{public void G(string i){var o=P(i);var g=
new List<E>();foreach(var m in o){var r=o.Where(x=>x.R==m.R&&x.C>m.C).OrderBy(x=>x.C)
.FirstOrDefault();if(r!=null){g.Add(new E(m,r));}var d=o.Where(x=>x.C==m.C&&x.R>m.R)
.OrderBy(x=>x.R).FirstOrDefault();if(d!=null){g.Add(new E(m,d));}}var s=new Solver("H")
;int n=g.Count;var k=s.MakeIntVarArray(n,0,2);foreach(var j in o){var w=j;var y=g.Where
(x=>x.A==w||x.B== w).Select(x=>k[x.I]).ToArray();s.Add(s.MakeSumEquality(y,j.Q));}
foreach(var u in g.Where(x=>x.A.R==x.B.R)){var e=u;var v=g.Where(x=>x.A.R<e.A.R&&x.B.R
>e.A.R&&x.A.C>e.A.C&&x.A.C< e.B.C);foreach (var f in v){s.Add(s.MakeEquality(k[e.I]*k[f.
I],0));}}if(o.Count>2){foreach(var e in g.Where(x=>x.A.Q==2&&x.B.Q==2)){s.Add(k[e.I]<=1)
;}foreach(var e in g.Where(x=>x.A.Q==1&&x.B.Q==1)){s.Add(k[e.I]==0);}}var z=s.MakePhase
(k,0,0);s.NewSearch(z);int c=0;while(s.
NextSolution()){if(C(k,o,g)){N(k,o,g);Console.WriteLine();c++;}}Console.WriteLine(c);}
bool C(IntVar[]t,List<N>d,List<E>g){var a=d[0];a.F=true;var s=new Stack<N>();s.Push(a);
while(s.Any()){var n=s.Pop();foreach(var e in g.Where(x=>x.A==n||x.B==n)){var o=e.A==n?
e.B:e.A;if(t[e.I].Value()>0&&!o.F){o.F=true;s.Push(o);}}}bool r=d.All(x=>x.F);foreach
(var n in d){n.F=false;}return r;}void N(IntVar[]t,IList<N>n,List<E>e){var l=new 
List<char[]>();for(int i=0;i<=n.Max(x=>x.R);i++){l.Add(new string(' ',n.Max(x=>x.C)+1)
.ToCharArray());}foreach(var o in n){l[o.R][o.C]=o.Q.ToString()[0];N d=o;foreach(var 
g in e.Where(x=>x.A==d)){var v=t[g.I].Value();if(v>0){char p;int c;if(g.B.R==o.R){p=v==1
?'─':'═';c=o.C+1;var r=l[o.R];while(c<g.B.C){r[c]=p;c++;}}else{p=v==1?'│':'║';c=o.R+1;
while(c<g.B.R){l[c][o.C]=p;c++;}}}}}foreach(var r in l){Console.WriteLine(new string(r))
;}}List<N>P(string s){var n=new List<N>();int r=0;foreach(var l in s.Split(new[]{'\r',
'\n'},StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries)){for(int c=0;c<l.Length;c++){if(l[c]!=' '
){n.Add(new N(r,c,l[c]-'0'));}}r++;}return n;}}}

Niezbyt dobrze golfowy. Wykorzystuje bibliotekę programowania ograniczeń z google or-tools. Buduje ograniczenia dla łącznej liczby krawędzi i eliminuje mostki krzyżowe, ale nieco trudniej jest zdefiniować ograniczenia, aby upewnić się, że wszystkie są ze sobą połączone. Dodałem logikę do komponentów przycinania 2 = 2 i 1-1, ale nadal muszę przejrzeć końcową listę (39 na dużej) i wyeliminować te, które nie są w pełni połączone. Działa dość szybko. Największy przykład zajmuje tylko kilka sekund. Nie golfowany:

using System;
using System.Collections.Generic;
using Google.OrTools.ConstraintSolver;
using System.Linq;
namespace Hashi
{
    public class Node
    {
        public int Row, Col, Req;
        public bool Flag;

        public Node(int r, int c, int q)
        {
            Row = r;
            Col = c;
            Req = q;
        }
    }
    public class Edge
    {
        private static int idx = 0;
        public Node A, B;
        public int Index;
        public Edge(Node a, Node b)
        {
            A = a;
            B = b;
            Index = idx++;
        }
    }
    public class HashiSolver
    {
        public void Go(string input)
        {
            IList<Node> nodes = Parse(input);
            var edges = new List<Edge>();
            //add edges between nodes;
            foreach (var node in nodes)
            {
                var r = nodes.Where(x => x.Row == node.Row && x.Col > node.Col).OrderBy(x => x.Col).FirstOrDefault();
                if (r != null)
                {
                    edges.Add(new Edge(node, r));
                }
                var d = nodes.Where(x => x.Col == node.Col && x.Row > node.Row).OrderBy(x => x.Row).FirstOrDefault();
                if (d != null)
                {
                    edges.Add(new Edge(node, d));
                }
            }
            var solver = new Solver("Hashi");
            int n = edges.Count;
            var toSolve = solver.MakeIntVarArray(n, 0, 2);
            //add total node edge total constraints
            foreach (var node in nodes)
            {
                var node1 = node;
                var toConsider = edges.Where(x => x.A == node1 || x.B == node1).Select(x => toSolve[x.Index]).ToArray();
                solver.Add(solver.MakeSumEquality(toConsider, node.Req));
            }
            //add crossing edge constraints
            foreach (var ed in edges.Where(x => x.A.Row == x.B.Row))
            {
                var e = ed;
                var conflicts = edges.Where(x => x.A.Row < e.A.Row &&
                                                 x.B.Row > e.A.Row &&
                                                 x.A.Col > e.A.Col &&
                                                 x.A.Col < e.B.Col);
                foreach (var conflict in conflicts)
                {
                    solver.Add(solver.MakeEquality(toSolve[e.Index] * toSolve[conflict.Index], 0));
                }
            }
            if (nodes.Count > 2)
            {
                //remove 2=2 connections
                foreach (var e in edges.Where(x => x.A.Req == 2 && x.B.Req == 2))
                {
                    solver.Add(toSolve[e.Index] <= 1);
                }
                //remove 1-1 connections
                foreach (var e in edges.Where(x => x.A.Req == 1 && x.B.Req == 1))
                {
                    solver.Add(toSolve[e.Index] == 0);
                }
            }
            var db = solver.MakePhase(toSolve, Solver.INT_VAR_DEFAULT, Solver.INT_VALUE_DEFAULT);
            solver.NewSearch(db);
            int c = 0;
            while (solver.NextSolution())
            {
                if (AllConnected(toSolve, nodes, edges))
                {
                    Print(toSolve, nodes, edges);
                    Console.WriteLine();
                    c++;
                }
            }
            Console.WriteLine(c);
        }
        private bool AllConnected(IntVar[] toSolve, IList<Node> nodes, List<Edge> edges)
        {
            var start = nodes[0];
            start.Flag = true;
            var s = new Stack<Node>();
            s.Push(start);
            while (s.Any())
            {
                var n = s.Pop();
                foreach (var edge in edges.Where(x => x.A == n || x.B == n))
                {
                    var o = edge.A == n ? edge.B : edge.A;
                    if (toSolve[edge.Index].Value() > 0 && !o.Flag)
                    {
                        o.Flag = true;
                        s.Push(o);
                    }
                }
            }
            bool r = nodes.All(x => x.Flag);
            foreach (var n in nodes)
            {
                n.Flag = false;
            }
            return r;
        }
        private void Print(IntVar[] toSolve, IList<Node> nodes, List<Edge> edges)
        {
            var l = new List<char[]>();
            for (int i = 0; i <= nodes.Max(x => x.Row); i++)
            {
                l.Add(new string(' ', nodes.Max(x => x.Col) + 1).ToCharArray());
            }
            foreach (var node in nodes)
            {
                l[node.Row][node.Col] = node.Req.ToString()[0];
                Node node1 = node;
                foreach (var edge in edges.Where(x => x.A == node1))
                {
                    var v = toSolve[edge.Index].Value();
                    if (v > 0)
                    {
                        //horizontal
                        if (edge.B.Row == node.Row)
                        {
                            char repl = v == 1 ? '─' : '═';
                            int col = node.Col + 1;
                            var r = l[node.Row];
                            while (col < edge.B.Col)
                            {
                                r[col] = repl;
                                col++;
                            }
                        }
                        //vertical
                        else
                        {
                            char repl = v == 1 ? '│' : '║';
                            int row = node.Row + 1;
                            while (row < edge.B.Row)
                            {

                                l[row][node.Col] = repl;
                                row++;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            foreach (var r in l)
            {
                Console.WriteLine(new string(r));
            }
        }
        private IList<Node> Parse(string s)
        {
            var n = new List<Node>();
            int row = 0;
            foreach (var line in s.Split(new[] { '\r', '\n' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries))
            {
                for (int col = 0; col < line.Length; col++)
                {
                    if (line[col] != ' ')
                    {
                        n.Add(new Node(row, col, line[col] - '0'));
                    }
                }
                row++;
            }
            return n;
        }

    }
}