#!/usr/local/bin/perl
# number4.pl
#
# [問題]　切符に印刷された4桁の数字を、四則演算を使って10にする遊び。
# 　　　　四則演算の組合せで 10 になるすべてのパターンを求める。
# [解] Written by ODASAN, 2003/05/20,24
# 4つの数字を A, B, C, D とする。
# カッコを考慮した演算の形は 5 通りある。
# いずれも演算子は3個なので、順に op1, op2, op3 とする。
# (1)　((A op1 B) op2 C) op3 D
# (2)　(A op1 B) op2 (C op3 D)
# (3)　(A op1 (B op2 C)) op3 D
# (4)　A op1 ((B op2 C) op3 D)
# (5)　A op1 (B op2 (C op3 D))
# 演算子 op1, op2, op3 は +, -, *, / のいずれかだから、
# 演算子の組合せは 4*4*4=64 通り。
# + と * は交換法則が成り立つし、
# カッコを外しても同じ結果になることもあるが、
# 判定が面倒なので総あたりすると、
# ひとつの数字の組合せ(4桁の数)について
# 5*64=320 通りの計算を試せばよい。
# 切符に印刷された数字は 0000〜9999 の
# 10,000通り可能性がある。
# 320×10000=3,200,000回計算するのである。
# 小数計算誤差による 9.999... を10とみなす。
# 結果は result.txt というファイルに書出す。
# 成功した4つの値を value.csv というファイルに書出す。
# 実行時間も計ってみる。

$seconds = time();          # 計算時間を計算
$equal = 10;                # この値になる演算式を求めるのである
$allow = 0.001;             # 小数計算で想定される誤差の許容範囲(てきとー)
$under = $equal-$allow;     # 等しいとみなす下限
$over = $equal+$allow;      # 等しいとみなす上限
$counter = 0;               # いくつあるか？
@exp =  ('(($a op1 $b) op2 $c) op3 $d',     # 式のパターンは5通り
        '($a op1 $b) op2 ($c op3 $d)',
        '($a op1 ($b op2 $c)) op3 $d',
        '$a op1 (($b op2 $c) op3 $d)',
        '$a op1 ($b op2 ($c op3 $d))');
@ope = ('+', '-', '*', '/');                # 演算子は4通り

open(PRES,">result.txt");
open(PVAL,">value.csv");

for ($a=0;$a<10;$a++)   {                   # 数字 A
    for ($b=0;$b<10;$b++)   {               # 数字 B
        for ($c=0;$c<10;$c++)   {           # 数字 C
            for ($d=0;$d<10;$d++)   {       # 数字 D
                for ($p=0;$p<5;$p++)    {       # 式のパターン
                    for ($i=0;$i<4;$i++)    {           # op1
                        for ($j=0;$j<4;$j++)    {           # op2
                            for ($k=0;$k<4;$k++)    {           # op3
                                $exp2=$exp[$p];
                                $exp2 =~s/op1/$ope[$i]/;        # 式の書換え
                                $exp2 =~s/op2/$ope[$j]/;
                                $exp2 =~s/op3/$ope[$k]/;
                                $exp2 =~s/ //g;
                                $value = eval($exp2);           # ここがミソ
                                if (($value <= $over) and ($value >= $under))   {
                                    $exp2 =~s/\$a/$a/;          # 結果表示用
                                    $exp2 =~s/\$b/$b/;
                                    $exp2 =~s/\$c/$c/;
                                    $exp2 =~s/\$d/$d/;
                                    $counter++;
                                    print (PRES "$exp2=$equal\n");
                                    print (PVAL "$a,$b,$c,$d\n");
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}
print ("$counter 個ありました。\n");
$seconds = time() - $seconds;
print "計算時間は $seconds 秒でした。\n";
close(PRES);
close(PVAL);
exit();