require 'rational'

module Calc24

  class TwentyFourGamePlayer
=begin
    EXPRESSIONS = [
      '((%d %s %d) %s %d) %s %d',
      '(%d %s (%d %s %d)) %s %d',
      '(%d %s %d) %s (%d %s %d)',
      '%d %s ((%d %s %d) %s %d)',
      '%d %s (%d %s (%d %s %d))',
    ]
    
    OPERATORS = [:+, :-, :*, :/]
=end
    MAN4D4S = [
      # '((%d %s %d) %s %d) %s %d' 48
      # +++
      '%d + %d + %d + %d',
      # ++-
      '%d + %d + %d - %d',
      # ++*
      '(%d + %d + %d) * %d',
      '(%d + %d) * %d + %d',
      '%d * %d + %d + %d',
      # ++/
      '(%d + %d + %d) / %d',
      '(%d + %d) / %d + %d',
      '(%d / %d) + %d + %d',
      # +--
      '%d + %d - %d - %d',
      # +-*
      '(%d + %d - %d) * %d',
      '(%d + %d) * %d - %d',
      '(%d - %d) * %d + %d',
      '%d * %d + %d - %d',
      # +-/
      '(%d + %d - %d) / %d',
      '(%d + %d) / %d - %d',
      '(%d - %d) / %d + %d',
      '%d / %d + %d - %d',
      # +**
      '(%d + %d) * %d * %d',
      '(%d * %d + %d) * %d',
      '%d * %d * %d + %d',
      # +*/
      '(%d + %d) * %d / %d',
      '(%d * %d + %d) / %d',
      '%d * %d / %d + %d',
      '(%d / %d + %d) * %d',
      # +//
      '(%d + %d) / %d / %d',
      '(%d / %d + %d) / %d',
      '%d / %d / %d + %d',
      # ---
      '%d - %d - %d - %d',
      # --*
      '(%d - %d - %d) * %d',
      '(%d - %d) * %d - %d',
      '%d * %d - %d - %d',
      # --/
      '(%d - %d - %d) / %d',
      '(%d - %d) / %d - %d',
      '%d / %d - %d - %d',
      # -**
      '(%d - %d) * %d * %d',
      '(%d * %d - %d) * %d',
      '%d * %d * %d - %d',
      # -*/
      '(%d - %d) * %d / %d',
      '(%d * %d - %d) / %d',
      '%d * %d / %d - %d',
      '(%d / %d - %d) * %d',
      # -//
      '(%d - %d) / %d / %d',
      '(%d / %d - %d) / %d',
      '%d / %d / %d - %d',
      # ***
      '%d * %d * %d * %d',
      # **/
      '%d * %d * %d / %d',
      # *//
      '%d * %d / %d / %d',
      # ///
      '%d / %d / %d / %d',
      
      # '(%d %s (%d %s %d)) %s %d' +8
      '(%d - %d * %d) * %d',
      '(%d - %d / %d) * %d',
      '%d / (%d + %d) * %d',
      '%d / (%d - %d) * %d',
      '(%d - %d * %d) / %d',
      '(%d - %d / %d) / %d',
      '%d / (%d + %d) / %d',
      '%d / (%d - %d) / %d',

      # '(%d %s %d) %s (%d %s %d)' +14
      '%d * %d + %d * %d',
      '%d * %d + %d / %d',
      '%d / %d + %d / %d',
      '%d * %d - %d * %d',
      '%d * %d - %d / %d',
      '%d / %d - %d * %d',
      '%d / %d - %d / %d',
      '(%d + %d) * (%d + %d)',
      '(%d + %d) * (%d - %d)',
      '(%d - %d) * (%d - %d)',
      '(%d + %d) / (%d + %d)',
      '(%d + %d) / (%d - %d)',
      '(%d - %d) / (%d + %d)',
      '(%d - %d) / (%d - %d)',
      
      # '%d %s ((%d %s %d) %s %d)' +14
      '%d - ((%d + %d) * %d)',
      '%d - ((%d + %d) / %d)',
      '%d - ((%d - %d) * %d)',
      '%d - ((%d - %d) / %d)',
      '%d - (%d * %d * %d)',
      '%d - (%d * %d / %d)',
      '%d - (%d / %d / %d)',
      '%d / (%d + %d + %d)',
      '%d / (%d + %d - %d)',
      '%d / (%d - %d - %d)',
      '%d / (%d * %d + %d)',
      '%d / (%d * %d - %d)',
      '%d / (%d / %d + %d)',
      '%d / (%d / %d - %d)',
      
      # '%d %s (%d %s (%d %s %d))' +4
      '%d - (%d / (%d + %d))',
      '%d - (%d / (%d - %d))',
      '%d / (%d - %d * %d)',
      '%d / (%d - %d / %d)'
    ]

    @@objective = Rational(24,1)
   
    def initialize(digits)
      @digits = digits
      #@solutions = []
      @solutions = {}
      solve
    end
   
    attr_reader :digits, :solutions
   
    def solve
      digits.permutation.to_a.uniq.each do |a,b,c,d|
        #OPERATORS.each   do |op1| 
        #OPERATORS.each   do |op2| 
        #OPERATORS.each   do |op3|
        MAN4D4S.each do |expr|
          # evaluate using rational arithmetic
          #test = expr.gsub('%d', 'Rational(%d,1)') % [a, op1, b, op2, c, op3, d]
          test = expr.gsub('%d', 'Rational(%d,1)') % [a, b, c, d]
          value = eval(test) rescue -1  # catch division by zero
          if value == @@objective
            #@solutions << expr % [a, op1, b, op2, c, op3, d]
            @solutions[expr] = expr % [a, b, c, d]
          end
        end#;end;end;end
      end
    end
  end

end