tło

Trójkąt pitagorejski to trójkąt prostokątny, w którym każda długość boku jest liczbą całkowitą (to znaczy długości boku tworzą potrójną pitagorejską trójkę ):

Używając boków tego trójkąta, możemy dołączyć dwa kolejne niespójne trójkąty pitagorejskie w następujący sposób:

Możemy kontynuować ten wzór według własnego uznania, o ile dwa trójkąty nie zachodzą na siebie, a boki łączące mają równą długość:

Pytanie brzmi: ile nie przystających pitagorejskich trójkątów możemy zmieścić w danej przestrzeni?

Wejście

Otrzymasz dwie liczby całkowite jako dane wejściowe Wi H, poprzez argumenty funkcji, STDIN, ciągi znaków lub cokolwiek zechcesz. Liczby całkowite mogą być odbierane jako dziesiętne, szesnastkowe, binarne, jednoargumentowe (powodzenia, siatkówki ) lub dowolne inne liczby całkowite. Możesz to założyćmax(W, H) <= 2^15 - 1 .

Wyjście

Twój program lub funkcja powinna obliczyć listę nie nakładających się połączonych niespójnych trójkątów pitagorejskich i wygenerować listę zestawów trzech współrzędnych, gdzie współrzędne w zestawie tworzą jeden z trójkątów pitagorejskich, gdy są połączone liniami. Współrzędne muszą być liczbami rzeczywistymi w naszej przestrzeni ( xmuszą znajdować się w przedziale [0, W]i ymuszą znajdować się w przedziale[0, H] ), a odległość powinna być dokładna z dokładnością do maszyny. Kolejność trójkątów i dokładny format każdej współrzędnej nie jest ważny.

Musi istnieć możliwość „przejścia” z jednego trójkąta do innego, tylko przekraczając połączone granice.

Korzystając z powyższego diagramu jako przykładu, niech nasze dane wejściowe będą W = 60,H = 60 .

Naszym wynikiem może być następująca lista współrzędnych:

(0, 15), (0, 21), (8, 15)
(0, 21), (14.4, 40.2), (8, 15)
(0, 15), (8, 0), (8, 15)
(8, 0), (8, 15), (28, 15)
(8, 15), (28, 15), (28, 36)
(28, 15), (28, 36), (56, 36)

Teraz 6 trójkątów z pewnością nie jest najlepszym, co możemy zrobić, biorąc pod uwagę naszą przestrzeń. Czy potrafisz lepiej?

Zasady i punktacja

• Twój wynik w tym wyzwaniu to liczba trójkątów wygenerowanych przez Twój program na podstawie danych wejściowych W = 1000, H = 1000. Zastrzegam sobie prawo do zmiany tego wejścia, jeśli podejrzewam, że ktoś na stałe zakodował tę sprawę.

• Nie możesz używać wbudowanych funkcji, które obliczają tróje pitagorejskie, i nie możesz zakodować na stałe listy więcej niż 2 trójek pitagorejskich (jeśli na stałe zakodujesz program, aby zawsze zaczynał się od trójkąta (3, 4, 5) lub w podobnych okolicznościach początkowych, które jest ok).

• Możesz napisać swoje zgłoszenie w dowolnym języku. Zachęcamy do czytelności i komentowania.

• Możesz znaleźć listę trójek pitagorejskich tutaj .

• Standardowe luki są niedozwolone.

Python 3, 109

Było to z pewnością trudne wyzwanie. Wiele razy pisałem kod, w którym zastanawiałem się nad moimi podstawowymi umiejętnościami w zakresie geometrii. Biorąc to pod uwagę, jestem całkiem zadowolony z wyniku. Nie starałem się wymyślić skomplikowanego algorytmu umieszczania trójkątów, a zamiast tego mój kod po prostu mylnie, zawsze umieszczając najmniejsze, jakie może znaleźć. Mam nadzieję, że uda mi się to później poprawić, w przeciwnym razie moja odpowiedź skłoni innych do znalezienia lepszego algorytmu! Podsumowując, jest to bardzo zabawny problem, który daje ciekawe zdjęcia.

Oto kod:

import time
import math

W = int(input("Enter W: "))
H = int(input("Enter H: "))

middle_x = math.floor(W/2)
middle_y = math.floor(H/2)

sides = [ # each side is in the format [length, [x0, y0], [x1, y1]]
    [3,[middle_x,middle_y],[middle_x+3,middle_y]],
    [4,[middle_x,middle_y],[middle_x,middle_y+4]],
    [5,[middle_x+3,middle_y],[middle_x,middle_y+4]]
    ]

triangles = [[0,1,2]] # each triangle is in the format [a, b, c] where a, b and c are the indexes of sides

used_triangles = [[3,4,5]] # a list of used Pythagorean triples, where lengths are ordered (a < b < c)

max_bounds_length = math.sqrt(W**2 + H**2)

def check_if_pyth_triple(a,b): # accepts two lists of the form [l, [x0,y0], [x1,y1]] defining two line segments
    # returns 0 if there are no triples, 1 if there is a triple with a right angle on a,
    # and 2 if there is a triple with the right angle opposite a
    c = math.sqrt(a[0]**2 + b[0]**2)
    if c.is_integer():
        if not sorted([a[0], b[0], c]) in used_triangles:
            return 1
        return 0
    else:
        if a[0] > b[0]:
            c = math.sqrt(a[0]**2 - b[0]**2)
            if c.is_integer() and not sorted([a[0], b[0], c]) in used_triangles:
                return 2
        return 0

def check_if_out_of_bounds(p):
    out = False
    if p[0] < 0 or p[0] > W:
        out = True
    if p[1] < 0 or p[1] > H:
        out = True
    return out

def in_between(a,b,c):
    maxi = max(a,c)
    mini = min(a,c)
    return mini < b < maxi

def sides_intersect(AB,CD): # accepts two lists of the form [l, [x0,y0], [x1,y1]] defining two line segments
    # doesn't count overlapping lines
    A = AB[1]
    B = AB[2]
    C = CD[1]
    D = CD[2]

    if A[0] == B[0]: # AB is vertical
        if C[0] == D[0]: # CD is vertical
            return False
        else:
            m1 = (C[1] - D[1])/(C[0] - D[0]) # slope of CD
            y = m1*(A[0] - C[0]) + C[1] # the y value of CD at AB's x value
            return in_between(A[1], y, B[1]) and in_between(C[0], A[0], D[0])
    else:
        m0 = (A[1] - B[1])/(A[0] - B[0]) # slope of AB
        if C[0] == D[0]: # CD is vertical
            y = m0*(C[0] - A[0]) + A[1] # the y value of CD at AB's x value
            return in_between(C[1], y, D[1]) and in_between(A[0],C[0],B[0])
        else:
            m1 = (C[1] - D[1])/(C[0] - D[0]) # slope of CD
            if m0 == m1:
                return False
            else:
                x = (m0*A[0] - m1*C[0] - A[1] + C[1])/(m0 - m1)
                return in_between(A[0], x, B[0]) and in_between(C[0], x, D[0])

def check_all_sides(b,triangle):
    no_intersections = True
    for side in sides:
        if sides_intersect(side, b):
            no_intersections = False
            break

    return no_intersections

def check_point_still_has_room(A): # This function is needed for the weird case when all 2pi degrees
    # around a point are filled by triangles, but you could fit in a small triangle into another one
    # already built around the point. Doing this won't cause sides_intersect() to detect it because
    # the sides will all be parallel. Crazy stuff.
    connecting_sides = []
    for side in sides:
        if A in side:
            connecting_sides.append(side)

    match_count = 0
    slopes = []
    for side in connecting_sides:
        B = side[1]
        if A == B:
            B = side[2]
        if not A[0] == B[0]:
            slope = round((A[1]-B[1])/(A[0]-B[0]),4)
        else:
            if A[1] < B[1]:
                slope = "infinity"
            else:
                slope = "neg_infinity"
        if slope in slopes:
            match_count -= 1
        else:
            slopes.append(slope)
            match_count += 1

    return match_count != 0

def construct_b(a,b,pyth_triple_info,straight_b_direction,bent_b_direction):
    # this function finds the correct third point of the triangle given a and the length of b
    # pyth_triple_info determines if a is a leg or the hypotenuse
    # the b_directions determine on which side of a the triangle should be formed
    a_p = 2 # this is the index of the point in a that is not the shared point with b
    if a[1] != b[1]:
        a_p = 1

    vx = a[a_p][0] - b[1][0] # v is our vector, and these are the coordinates, adjusted so that
    vy = a[a_p][1] - b[1][1] # the shared point is the origin

    if pyth_triple_info == 1:
        # because the dot product of orthogonal vectors is zero, we can use that and the Pythagorean formula
        # to get this simple formula for generating the coordinates of b's second point
        if vy == 0:
            x = 0
            y = b[0]
        else:
            x = b[0]/math.sqrt(1+((-vx/vy)**2)) # b[0] is the desired length
            y = -vx*x/vy

        x = x*straight_b_direction # since the vector is orthagonal, if we want to reverse the direction,
        y = y*straight_b_direction # it just means finding the mirror point

    elif pyth_triple_info == 2: # this finds the intersection of the two circles of radii b[0] and c 
        # around a's endpoints, which is the third point of the triangle if a is the hypotenuse
        c = math.sqrt(a[0]**2 - b[0]**2)
        D = a[0]
        A = (b[0]**2 - c**2 + D**2 ) / (2*D)
        h = math.sqrt(b[0]**2 - A**2)
        x2 = vx*(A/D)
        y2 = vy*(A/D)        
        x = x2 + h*vy/D
        y = y2 - h*vx/D

        if bent_b_direction == -1: # this constitutes reflection of the vector (-x,-y) around the normal vector n,
            # which accounts for finding the triangle on the opposite side of a
            dx = -x
            dy = -y
            v_length = math.sqrt(vx**2 + vy**2)
            nx = vx/v_length
            ny = vy/v_length

            d_dot_n = dx*nx + dy*ny

            x = dx - 2*d_dot_n*nx
            y = dy - 2*d_dot_n*ny

    x = x + b[1][0] # adjust back to the original frame
    y = y + b[1][1]

    return [x,y]

def construct_triangle(side_index):
    a = sides[side_index] # a is the base of the triangle
    a_p = 1
    b = [1, a[a_p], []] # side b, c is hypotenuse

    for index, triangle in enumerate(triangles):
        if side_index in triangle:
            triangle_index = index
            break

    triangle = list(triangles[triangle_index])
    triangle.remove(side_index)

    add_tri = False

    straight_b = construct_b(a,b,1,1,1)

    bent_b = construct_b(a,b,2,1,1)

    A = sides[triangle[0]][1]
    if A in a:
        A = sides[triangle[0]][2]

    Ax = A[0] - b[1][0] # adjusting A so that it's a vector
    Ay = A[1] - b[1][1]

    # these are for determining if construct_b() is going to the correct side
    triangle_on_side = (a[2][0]-a[1][0])*(A[1]-a[1][1]) - (a[2][1]-a[1][1])*(A[0]-a[1][0])
    straight_b_on_side = (a[2][0]-a[1][0])*(straight_b[1]-a[1][1]) - (a[2][1]-a[1][1])*(straight_b[0]-a[1][0])
    bent_b_on_side = (a[2][0]-a[1][0])*(bent_b[1]-a[1][1]) - (a[2][1]-a[1][1])*(bent_b[0]-a[1][0])

    straight_b_direction = 1
    if (triangle_on_side > 0 and straight_b_on_side > 0) or (triangle_on_side < 0 and straight_b_on_side < 0):
        straight_b_direction = -1

    bent_b_direction = 1
    if (triangle_on_side > 0 and bent_b_on_side > 0) or (triangle_on_side < 0 and bent_b_on_side < 0):
        bent_b_direction = -1


    a_ps = []
    for x in [1,2]:
        if check_point_still_has_room(a[x]): # here we check for that weird exception
            a_ps.append(x)

    while True:
        out_of_bounds = False
        if b[0] > max_bounds_length:
            break

        pyth_triple_info = check_if_pyth_triple(a,b)

        for a_p in a_ps:
            if a_p == 1: # this accounts for the change in direction when switching a's points
                new_bent_b_direction = bent_b_direction
            else:
                new_bent_b_direction = -bent_b_direction

            b[1] = a[a_p]
            if pyth_triple_info > 0:
                b[2] = construct_b(a,b,pyth_triple_info,straight_b_direction,new_bent_b_direction)

                if check_if_out_of_bounds(b[2]): # here is the check to make sure we don't go out of bounds
                    out_of_bounds = True
                    break

                if check_all_sides(b,triangle):
                    if pyth_triple_info == 1:
                        c = [math.sqrt(a[0]**2 + b[0]**2), a[3-a_p], b[2]]
                    else:
                        c = [math.sqrt(a[0]**2 - b[0]**2), a[3-a_p], b[2]]

                    if check_all_sides(c,triangle):
                        add_tri = True
                        break

        if out_of_bounds or add_tri:
            break

        b[0] += 1 # increment the length of b every time the loop goes through

    if add_tri: # this adds a new triangle
        sides.append(b)
        sides.append(c)
        sides_len = len(sides)
        triangles.append([side_index, sides_len - 2, sides_len - 1])
        used_triangles.append(sorted([a[0], b[0], c[0]])) # so we don't use the same triangle again

def build_all_triangles(): # this iterates through every side to see if a new triangle can be constructed
    # this is probably where real optimization would take place so more optimal triangles are placed first
    t0 = time.clock()

    index = 0
    while index < len(sides):
        construct_triangle(index)
        index += 1

    t1 = time.clock()

    triangles_points = [] # this is all for printing points
    for triangle in triangles:
        point_list = []
        for x in [1,2]:
            for side_index in triangle:
                point = sides[side_index][x]
                if not point in point_list:
                    point_list.append(point)
        triangles_points.append(point_list)

    for triangle in triangles_points:
        print(triangle)

    print(len(triangles), "triangles placed in", round(t1-t0,3), "seconds.")

def matplotlib_graph(): # this displays the triangles with matplotlib
    import pylab as pl
    import matplotlib.pyplot as plt
    from matplotlib import collections as mc

    lines = []
    for side in sides:
        lines.append([side[1],side[2]])

    lc = mc.LineCollection(lines)
    fig, ax = pl.subplots()
    ax.add_collection(lc)
    ax.autoscale()
    ax.margins(0.1)
    plt.show()

build_all_triangles()

Oto wykres wyjście do W = 1000i H = 1000z 109 trójkątów:

Oto W = 10000i H = 10000ze 724 trójkątów:

Wywołaj matplotlib_graph()funkcję pobuild_all_triangles() aby narysować wykres trójkątów.

Myślę, że kod działa dość szybko: o W = 1000i H = 1000zajmuje 0,66 sekundy, a o W = 10000i H = 10000zajmuje 45 sekund przy użyciu mojego kiepskiego laptopa.

C ++, 146 trójkątów (część 1/2)

Wynik jako obraz

Opis algorytmu

Wykorzystuje to pierwsze wyszukiwanie przestrzeni rozwiązania. Na każdym etapie rozpoczyna się od wszystkich unikalnych konfiguracji ktrójkątów pasujących do pudełka i tworzy wszystkie unikalne konfiguracjek + 1 trójkątów, wyliczając wszystkie opcje dodania nieużywanego trójkąta do dowolnej konfiguracji.

Algorytm jest skonfigurowany tak, aby znaleźć absolutne maksimum przy wyczerpującym BFS. I robi to z powodzeniem w przypadku mniejszych rozmiarów. Na przykład w przypadku pudełka o wymiarach 50 x 50 maksimum znajduje się po około 1 minucie. Ale dla 1000x1000 przestrzeń rozwiązania jest zdecydowanie za duża. Aby umożliwić zakończenie, przycinam listę rozwiązań po każdym kroku. Liczba zachowanych rozwiązań jest podana w argumencie wiersza poleceń. Dla powyższego rozwiązania zastosowano wartość 50. Spowodowało to czas działania około 10 minut.

Zarys głównych kroków wygląda następująco:

1. Wygeneruj wszystkie trójkąty pitagorejskie, które mogłyby potencjalnie zmieścić się w pudełku.
2. Wygeneruj początkowy zestaw rozwiązań składający się z rozwiązań z 1 trójkątem.
3. Pętla między pokoleniami (liczba trójkątów).
   1. Wyeliminuj nieprawidłowe rozwiązania z zestawu rozwiązań. Są to rozwiązania, które albo nie pasują do pudełka, albo się pokrywają.
   2. Jeśli zestaw rozwiązań jest pusty, jesteśmy skończeni. Zestaw rozwiązań poprzedniej generacji zawiera maksima.
   3. Ustaw przycinanie dla podanego rozmiaru, jeśli opcja przycinania była włączona.
   4. Pętla nad wszystkimi rozwiązaniami obecnej generacji.
      1. Pętla ze wszystkich stron na obwodzie roztworu.
         1. Znajdź wszystkie trójkąty, które mają długość boku pasującą do strony obwodu i które nie są jeszcze w rozwiązaniu.
         2. Wygeneruj nowe rozwiązania wynikające z dodania trójkątów i dodaj rozwiązania do zestawu rozwiązań nowej generacji.
4. Rozwiązania do drukowania.

Jednym z kluczowych aspektów całego schematu jest to, że konfiguracje będą generowane wielokrotnie, a interesują nas tylko unikalne konfiguracje. Potrzebujemy więc unikalnego klucza, który definiuje rozwiązanie, które musi być niezależne od kolejności trójkątów używanych podczas generowania rozwiązania. Na przykład użycie współrzędnych dla klucza w ogóle nie zadziałałoby, ponieważ mogą one być zupełnie inne, jeśli dojdziemy do tego samego rozwiązania w wielu zamówieniach. Użyłem zestawu wskaźników trójkątów na liście globalnej oraz zestawu obiektów „łączników”, które określają sposób łączenia trójkątów. Tak więc klucz koduje tylko topologię, niezależnie od kolejności budowy i położenia w przestrzeni 2D.

Chociaż bardziej aspekt implementacji, kolejna część, która nie jest całkowicie trywialna, decyduje, czy i jak całość pasuje do danego pudełka. Jeśli naprawdę chcesz przesunąć granice, oczywiście konieczne jest umożliwienie obrotu w celu dopasowania do ramki.

Spróbuję dodać komentarze do kodu w części 2 później, na wypadek, gdyby ktoś chciał zagłębić się w szczegóły tego, jak to wszystko działa.

Wynik w oficjalnym formacie tekstowym

(322.085, 641.587) (318.105, 641.979) (321.791, 638.602)
(318.105, 641.979) (309.998, 633.131) (321.791, 638.602)
(318.105, 641.979) (303.362, 639.211) (309.998, 633.131)
(318.105, 641.979) (301.886, 647.073) (303.362, 639.211)
(301.886, 647.073) (297.465, 638.103) (303.362, 639.211)
(301.886, 647.073) (280.358, 657.682) (297.465, 638.103)
(301.886, 647.073) (283.452, 663.961) (280.358, 657.682)
(301.886, 647.073) (298.195, 666.730) (283.452, 663.961)
(301.886, 647.073) (308.959, 661.425) (298.195, 666.730)
(301.886, 647.073) (335.868, 648.164) (308.959, 661.425)
(335.868, 648.164) (325.012, 669.568) (308.959, 661.425)
(308.959, 661.425) (313.666, 698.124) (298.195, 666.730)
(313.666, 698.124) (293.027, 694.249) (298.195, 666.730)
(313.666, 698.124) (289.336, 713.905) (293.027, 694.249)
(298.195, 666.730) (276.808, 699.343) (283.452, 663.961)
(335.868, 648.164) (353.550, 684.043) (325.012, 669.568)
(303.362, 639.211) (276.341, 609.717) (309.998, 633.131)
(276.808, 699.343) (250.272, 694.360) (283.452, 663.961)
(335.868, 648.164) (362.778, 634.902) (353.550, 684.043)
(362.778, 634.902) (367.483, 682.671) (353.550, 684.043)
(250.272, 694.360) (234.060, 676.664) (283.452, 663.961)
(362.778, 634.902) (382.682, 632.942) (367.483, 682.671)
(382.682, 632.942) (419.979, 644.341) (367.483, 682.671)
(419.979, 644.341) (379.809, 692.873) (367.483, 682.671)
(353.550, 684.043) (326.409, 737.553) (325.012, 669.568)
(353.550, 684.043) (361.864, 731.318) (326.409, 737.553)
(353.550, 684.043) (416.033, 721.791) (361.864, 731.318)
(416.033, 721.791) (385.938, 753.889) (361.864, 731.318)
(385.938, 753.889) (323.561, 772.170) (361.864, 731.318)
(385.938, 753.889) (383.201, 778.739) (323.561, 772.170)
(383.201, 778.739) (381.996, 789.673) (323.561, 772.170)
(323.561, 772.170) (292.922, 743.443) (361.864, 731.318)
(323.561, 772.170) (296.202, 801.350) (292.922, 743.443)
(250.272, 694.360) (182.446, 723.951) (234.060, 676.664)
(335.868, 648.164) (330.951, 570.319) (362.778, 634.902)
(330.951, 570.319) (381.615, 625.619) (362.778, 634.902)
(330.951, 570.319) (375.734, 565.908) (381.615, 625.619)
(330.951, 570.319) (372.989, 538.043) (375.734, 565.908)
(323.561, 772.170) (350.914, 852.648) (296.202, 801.350)
(323.561, 772.170) (362.438, 846.632) (350.914, 852.648)
(234.060, 676.664) (217.123, 610.807) (283.452, 663.961)
(217.123, 610.807) (249.415, 594.893) (283.452, 663.961)
(375.734, 565.908) (438.431, 559.733) (381.615, 625.619)
(382.682, 632.942) (443.362, 567.835) (419.979, 644.341)
(443.362, 567.835) (471.667, 606.601) (419.979, 644.341)
(323.561, 772.170) (393.464, 830.433) (362.438, 846.632)
(372.989, 538.043) (471.272, 556.499) (375.734, 565.908)
(372.989, 538.043) (444.749, 502.679) (471.272, 556.499)
(372.989, 538.043) (365.033, 521.897) (444.749, 502.679)
(443.362, 567.835) (544.353, 553.528) (471.667, 606.601)
(544.353, 553.528) (523.309, 622.384) (471.667, 606.601)
(544.353, 553.528) (606.515, 572.527) (523.309, 622.384)
(419.979, 644.341) (484.688, 697.901) (379.809, 692.873)
(444.749, 502.679) (552.898, 516.272) (471.272, 556.499)
(217.123, 610.807) (170.708, 516.623) (249.415, 594.893)
(484.688, 697.901) (482.006, 753.837) (379.809, 692.873)
(484.688, 697.901) (571.903, 758.147) (482.006, 753.837)
(419.979, 644.341) (535.698, 636.273) (484.688, 697.901)
(276.808, 699.343) (228.126, 812.299) (250.272, 694.360)
(228.126, 812.299) (185.689, 726.188) (250.272, 694.360)
(228.126, 812.299) (192.246, 829.981) (185.689, 726.188)
(393.464, 830.433) (449.003, 936.807) (362.438, 846.632)
(393.464, 830.433) (468.505, 926.625) (449.003, 936.807)
(416.033, 721.791) (471.289, 833.915) (385.938, 753.889)
(471.289, 833.915) (430.252, 852.379) (385.938, 753.889)
(350.914, 852.648) (227.804, 874.300) (296.202, 801.350)
(192.246, 829.981) (114.401, 834.898) (185.689, 726.188)
(114.401, 834.898) (155.433, 715.767) (185.689, 726.188)
(217.123, 610.807) (91.773, 555.523) (170.708, 516.623)
(91.773, 555.523) (141.533, 457.421) (170.708, 516.623)
(141.533, 457.421) (241.996, 407.912) (170.708, 516.623)
(141.533, 457.421) (235.365, 394.457) (241.996, 407.912)
(241.996, 407.912) (219.849, 525.851) (170.708, 516.623)
(241.996, 407.912) (304.896, 419.724) (219.849, 525.851)
(91.773, 555.523) (55.917, 413.995) (141.533, 457.421)
(571.903, 758.147) (476.260, 873.699) (482.006, 753.837)
(571.903, 758.147) (514.819, 890.349) (476.260, 873.699)
(571.903, 758.147) (587.510, 764.886) (514.819, 890.349)
(587.510, 764.886) (537.290, 898.778) (514.819, 890.349)
(587.510, 764.886) (592.254, 896.801) (537.290, 898.778)
(587.510, 764.886) (672.455, 761.831) (592.254, 896.801)
(55.917, 413.995) (113.819, 299.840) (141.533, 457.421)
(113.819, 299.840) (149.275, 293.604) (141.533, 457.421)
(544.353, 553.528) (652.112, 423.339) (606.515, 572.527)
(652.112, 423.339) (698.333, 461.597) (606.515, 572.527)
(535.698, 636.273) (651.250, 731.917) (484.688, 697.901)
(651.250, 731.917) (642.213, 756.296) (484.688, 697.901)
(304.896, 419.724) (299.444, 589.636) (219.849, 525.851)
(304.896, 419.724) (369.108, 452.294) (299.444, 589.636)
(304.896, 419.724) (365.965, 299.326) (369.108, 452.294)
(304.896, 419.724) (269.090, 347.067) (365.965, 299.326)
(114.401, 834.898) (0.942, 795.820) (155.433, 715.767)
(114.401, 834.898) (75.649, 947.412) (0.942, 795.820)
(192.246, 829.981) (124.489, 994.580) (114.401, 834.898)
(269.090, 347.067) (205.435, 217.901) (365.965, 299.326)
(205.435, 217.901) (214.030, 200.956) (365.965, 299.326)
(182.446, 723.951) (68.958, 600.078) (234.060, 676.664)
(182.446, 723.951) (32.828, 633.179) (68.958, 600.078)
(652.112, 423.339) (763.695, 288.528) (698.333, 461.597)
(763.695, 288.528) (808.220, 324.117) (698.333, 461.597)
(763.695, 288.528) (811.147, 229.162) (808.220, 324.117)
(652.112, 423.339) (627.572, 321.247) (763.695, 288.528)
(627.572, 321.247) (660.872, 244.129) (763.695, 288.528)
(652.112, 423.339) (530.342, 344.618) (627.572, 321.247)
(652.112, 423.339) (570.488, 453.449) (530.342, 344.618)
(627.572, 321.247) (503.633, 267.730) (660.872, 244.129)
(365.965, 299.326) (473.086, 450.157) (369.108, 452.294)
(365.965, 299.326) (506.922, 344.440) (473.086, 450.157)
(365.965, 299.326) (394.633, 260.827) (506.922, 344.440)
(394.633, 260.827) (537.381, 303.535) (506.922, 344.440)
(811.147, 229.162) (979.067, 234.338) (808.220, 324.117)
(698.333, 461.597) (706.660, 655.418) (606.515, 572.527)
(811.147, 229.162) (982.117, 135.385) (979.067, 234.338)
(982.117, 135.385) (999.058, 234.954) (979.067, 234.338)
(365.965, 299.326) (214.375, 186.448) (394.633, 260.827)
(811.147, 229.162) (803.145, 154.590) (982.117, 135.385)
(803.145, 154.590) (978.596, 102.573) (982.117, 135.385)
(214.375, 186.448) (314.969, 126.701) (394.633, 260.827)
(314.969, 126.701) (508.984, 192.909) (394.633, 260.827)
(314.969, 126.701) (338.497, 88.341) (508.984, 192.909)
(338.497, 88.341) (523.725, 138.884) (508.984, 192.909)
(338.497, 88.341) (359.556, 11.163) (523.725, 138.884)
(808.220, 324.117) (801.442, 544.012) (698.333, 461.597)
(801.442, 544.012) (739.631, 621.345) (698.333, 461.597)
(660.872, 244.129) (732.227, 78.877) (763.695, 288.528)
(660.872, 244.129) (644.092, 40.821) (732.227, 78.877)
(808.220, 324.117) (822.432, 544.659) (801.442, 544.012)
(660.872, 244.129) (559.380, 47.812) (644.092, 40.821)
(660.872, 244.129) (556.880, 242.796) (559.380, 47.812)
(556.880, 242.796) (528.882, 242.437) (559.380, 47.812)
(808.220, 324.117) (924.831, 449.189) (822.432, 544.659)
(924.831, 449.189) (922.677, 652.177) (822.432, 544.659)
(922.677, 652.177) (779.319, 785.836) (822.432, 544.659)
(779.319, 785.836) (696.630, 771.054) (822.432, 544.659)
(779.319, 785.836) (746.412, 969.918) (696.630, 771.054)
(779.319, 785.836) (848.467, 840.265) (746.412, 969.918)
(848.467, 840.265) (889.327, 872.428) (746.412, 969.918)
(746.412, 969.918) (619.097, 866.541) (696.630, 771.054)
(779.319, 785.836) (993.200, 656.395) (848.467, 840.265)
(993.200, 656.395) (935.157, 864.450) (848.467, 840.265)
(993.200, 656.395) (995.840, 881.379) (935.157, 864.450)
(338.497, 88.341) (34.607, 5.420) (359.556, 11.163)
(338.497, 88.341) (189.294, 204.357) (34.607, 5.420)
(189.294, 204.357) (158.507, 228.296) (34.607, 5.420)
(158.507, 228.296) (38.525, 230.386) (34.607, 5.420)
(158.507, 228.296) (41.694, 412.358) (38.525, 230.386)

Kod

Kod zawiera część 2. Zostało to podzielone na 2 części, aby obejść limity wielkości słupków.

Kod jest również dostępny na PasteBin .

C ++, 146 trójkątów (część 2/2)

Ciąg dalszy od części 1. Został on podzielony na 2 części, aby obejść limity wielkości słupków.

Kod

Komentarze do dodania.

#include <cmath>
#include <vector>
#include <set>
#include <map>
#include <sstream>
#include <iostream>

class Vec2 {
public:
    Vec2()
      : m_x(0.0f), m_y(0.0f) {
    }

    Vec2(float x, float y)
      : m_x(x), m_y(y) {
    }

    float x() const {
        return m_x;
    }

    float y() const {
        return m_y;
    }

    void normalize() {
        float s = 1.0f / sqrt(m_x * m_x + m_y * m_y);
        m_x *= s;
        m_y *= s;
    }

    Vec2 operator+(const Vec2& rhs) const {
        return Vec2(m_x + rhs.m_x, m_y + rhs.m_y);
    }

    Vec2 operator-(const Vec2& rhs) const {
        return Vec2(m_x - rhs.m_x, m_y - rhs.m_y);
    }

    Vec2 operator*(float s) const {
        return Vec2(m_x * s, m_y * s);
    }

private:
    float m_x, m_y;
};

static float cross(const Vec2& v1, const Vec2& v2) {
    return v1.x() * v2.y() - v1.y() * v2.x();
}

class Triangle {
public:
    Triangle()
      : m_sideLenA(0), m_sideLenB(0), m_sideLenC(0) {
    }

    Triangle(int sideLenA, int sideLenB, int sideLenC)
      : m_sideLenA(sideLenA),
        m_sideLenB(sideLenB),
        m_sideLenC(sideLenC) {
    }

    int getSideLenA() const {
        return m_sideLenA;
    }

    int getSideLenB() const {
        return m_sideLenB;
    }

    int getSideLenC() const {
        return m_sideLenC;
    }

private:
    int m_sideLenA, m_sideLenB, m_sideLenC;
};

class Connector {
public:
    Connector(int sideLen, int triIdx1, int triIdx2, bool flipped);

    bool operator<(const Connector& rhs) const;

    void print() const {
        std::cout << m_sideLen << "/" << m_triIdx1 << "/"
                  << m_triIdx2 << "/" << m_flipped << " ";
    }

private:
    int m_sideLen;
    int m_triIdx1, m_triIdx2;
    bool m_flipped;
};

typedef std::vector<Triangle> TriangleVec;
typedef std::multimap<int, int> SideMap;

typedef std::set<int> TriangleSet;
typedef std::set<Connector> ConnectorSet;

class SolutionKey {
public:
    SolutionKey() {
    }

    void init(int triIdx);
    void add(int triIdx, const Connector& conn);

    bool containsTriangle(int triIdx) const;
    int minTriangle() const;

    bool operator<(const SolutionKey& rhs) const;

    void print() const;

private:
    TriangleSet m_tris;
    ConnectorSet m_conns;
};

typedef std::map<SolutionKey, class SolutionData> SolutionMap;

class SolutionData {
public:
    SolutionData()
      : m_lastPeriIdx(0),
        m_rotAng(0.0f),
        m_xShift(0.0f), m_yShift(0.0f) {
    }

    void init(int triIdx);

    bool fitsInBox();
    bool selfOverlaps() const;

    void nextGeneration(
        const SolutionKey& key, bool useTrim, SolutionMap& rNewSols) const;

    void print() const;

private:
    void addTriangle(
        const SolutionKey& key, int periIdx, int newTriIdx,
        SolutionMap& rNewSols) const;

    std::vector<int> m_periTris;
    std::vector<int> m_periLens;
    std::vector<bool> m_periFlipped;
    std::vector<Vec2> m_periPoints;

    int m_lastPeriIdx;

    std::vector<Vec2> m_triPoints;

    float m_rotAng;
    float m_xShift, m_yShift;
};

static int BoxW  = 0;
static int BoxH  = 0;
static int BoxD2 = 0;

static TriangleVec AllTriangles;
static SideMap AllSides;

Connector::Connector(
    int sideLen, int triIdx1, int triIdx2, bool flipped)
  : m_sideLen(sideLen),
    m_flipped(flipped) {
    if (triIdx1 < triIdx2) {
        m_triIdx1 = triIdx1;
        m_triIdx2 = triIdx2;
    } else {
        m_triIdx1 = triIdx2;
        m_triIdx2 = triIdx1;
    }
}

bool Connector::operator<(const Connector& rhs) const {
    if (m_sideLen < rhs.m_sideLen) {
        return true;
    } else if (m_sideLen > rhs.m_sideLen) {
        return false;
    }

    if (m_triIdx1 < rhs.m_triIdx1) {
        return true;
    } else if (m_triIdx1 > rhs.m_triIdx1) {
        return false;
    }

    if (m_triIdx2 < rhs.m_triIdx2) {
        return true;
    } else if (m_triIdx2 > rhs.m_triIdx2) {
        return false;
    }

    return m_flipped < rhs.m_flipped;
}

void SolutionKey::init(int triIdx) {
    m_tris.insert(triIdx);
}

void SolutionKey::add(int triIdx, const Connector& conn) {
    m_tris.insert(triIdx);
    m_conns.insert(conn);
}

bool SolutionKey::containsTriangle(int triIdx) const {
    return m_tris.count(triIdx);
}

int SolutionKey::minTriangle() const {
    return *m_tris.begin();
}

bool SolutionKey::operator<(const SolutionKey& rhs) const {
    if (m_tris.size() < rhs.m_tris.size()) {
        return true;
    } else if (m_tris.size() > rhs.m_tris.size()) {
        return false;
    }

    TriangleSet::const_iterator triIt1 = m_tris.begin();
    TriangleSet::const_iterator triIt2 = rhs.m_tris.begin();
    while (triIt1 != m_tris.end()) {
        if (*triIt1 < *triIt2) {
           return true;
        } else if (*triIt2 < *triIt1) {
           return false;
        }
        ++triIt1;
        ++triIt2;
    }

    if (m_conns.size() < rhs.m_conns.size()) {
        return true;
    } else if (m_conns.size() > rhs.m_conns.size()) {
        return false;
    }

    ConnectorSet::const_iterator connIt1 = m_conns.begin();
    ConnectorSet::const_iterator connIt2 = rhs.m_conns.begin();
    while (connIt1 != m_conns.end()) {
        if (*connIt1 < *connIt2) {
           return true;
        } else if (*connIt2 < *connIt1) {
           return false;
        }
        ++connIt1;
        ++connIt2;
    }

    return false;
}

void SolutionKey::print() const {
    TriangleSet::const_iterator triIt = m_tris.begin();
    while (triIt != m_tris.end()) {
        std::cout << *triIt << " ";
        ++triIt;
    }
    std::cout << "\n";

    ConnectorSet::const_iterator connIt = m_conns.begin();
    while (connIt != m_conns.end()) {
        connIt->print();
        ++connIt;
    }
    std::cout << "\n";
}

void SolutionData::init(int triIdx) {
    const Triangle& tri = AllTriangles[triIdx];

    m_periTris.push_back(triIdx);
    m_periTris.push_back(triIdx);
    m_periTris.push_back(triIdx);

    m_periLens.push_back(tri.getSideLenB());
    m_periLens.push_back(tri.getSideLenC());
    m_periLens.push_back(tri.getSideLenA());

    m_periFlipped.push_back(false);
    m_periFlipped.push_back(false);
    m_periFlipped.push_back(false);

    m_periPoints.push_back(Vec2(0.0f, 0.0f));
    m_periPoints.push_back(Vec2(tri.getSideLenB(), 0.0f));
    m_periPoints.push_back(Vec2(0.0f, tri.getSideLenA()));

    m_triPoints = m_periPoints;

    m_periPoints.push_back(Vec2(0.0f, 0.0f));
}

bool SolutionData::fitsInBox() {
    int nStep = 8;
    float angInc = 0.5f * M_PI / nStep;

    for (;;) {
        bool mayFit = false;
        float ang = 0.0f;

        for (int iStep = 0; iStep <= nStep; ++iStep) {
            float cosAng = cos(ang);
            float sinAng = sin(ang);

            float xMin = 0.0f;
            float xMax = 0.0f;
            float yMin = 0.0f;
            float yMax = 0.0f;
            bool isFirst = true;

            for (int iPeri = 0; iPeri < m_periLens.size(); ++iPeri) {
                const Vec2& pt = m_periPoints[iPeri];
                float x = cosAng * pt.x() - sinAng * pt.y();
                float y = sinAng * pt.x() + cosAng * pt.y();

                if (isFirst) {
                    xMin = x;
                    xMax = x;
                    yMin = y;
                    yMax = y;
                    isFirst = false;
                } else {
                    if (x < xMin) {
                        xMin = x;
                    } else if (x > xMax) {
                        xMax = x;
                    }
                    if (y < yMin) {
                        yMin = y;
                    } else if (y > yMax) {
                        yMax = y;
                    }
                }
            }

            float w = xMax - xMin;
            float h = yMax - yMin;

            bool fits = false;
            if ((BoxW >= BoxH) == (w >= h)) {
                if (w <= BoxW && h <= BoxH) {
                    m_rotAng = ang;
                    m_xShift = 0.5f * BoxW - 0.5f * (xMax + xMin);
                    m_yShift = 0.5f * BoxH - 0.5f * (yMax + yMin);
                    return true;
                }
            } else {
                if (h <= BoxW && w <= BoxH) {
                    m_rotAng = ang + 0.5f * M_PI;
                    m_xShift = 0.5f * BoxW + 0.5f * (yMax + yMin);
                    m_yShift = 0.5f * BoxH - 0.5f * (xMax + xMin);
                    return true;
                }
            }

            w -= 0.125f * w * angInc * angInc + 0.5f * h * angInc;
            h -= 0.125f * h * angInc * angInc + 0.5f * w * angInc;

            if ((BoxW < BoxH) == (w < h)) {
                if (w <= BoxW && h <= BoxH) {
                    mayFit = true;
                }
            } else {
                if (h <= BoxW && w <= BoxH) {
                    mayFit = true;
                }
            }

            ang += angInc;
        }

        if (!mayFit) {
            break;
        }

        nStep *= 4;
        angInc *= 0.25f;
    }

    return false;
}

static bool intersects(
    const Vec2& p1, const Vec2& p2,
    const Vec2& q1, const Vec2& q2) {

    if (cross(p2 - p1, q1 - p1) * cross(p2 - p1, q2 - p1) > 0.0f) {
        return false;
    }

    if (cross(q2 - q1, p1 - q1) * cross(q2 - q1, p2 - q1) > 0.0f) {
        return false;
    }

    return true;
}

bool SolutionData::selfOverlaps() const {
    int periSize = m_periPoints.size();

    int triIdx = m_periTris[m_lastPeriIdx];
    const Triangle& tri = AllTriangles[triIdx];
    float offsScale = 0.0001f / tri.getSideLenC();

    const Vec2& pt1 = m_periPoints[m_lastPeriIdx];
    const Vec2& pt3 = m_periPoints[m_lastPeriIdx + 1];
    const Vec2& pt2 = m_periPoints[m_lastPeriIdx + 2];

    Vec2 pt1o = pt1 + ((pt2 - pt1) + (pt3 - pt1)) * offsScale;
    Vec2 pt2o = pt2 + ((pt1 - pt2) + (pt3 - pt2)) * offsScale;
    Vec2 pt3o = pt3 + ((pt1 - pt3) + (pt2 - pt3)) * offsScale;

    float xMax = m_periPoints[0].x();
    float yMax = m_periPoints[0].y();
    for (int iPeri = 1; iPeri < m_periLens.size(); ++iPeri) {
        if (m_periPoints[iPeri].x() > xMax) {
            xMax = m_periPoints[iPeri].x();
        }
        if (m_periPoints[iPeri].y() > yMax) {
            yMax = m_periPoints[iPeri].y();
        }
    }

    Vec2 ptOut(xMax + 0.3f, yMax + 0.7f);
    int nOutInter = 0;

    for (int iPeri = 0; iPeri < m_periLens.size(); ++iPeri) {
        int iNextPeri = iPeri + 1;
        if (iPeri == m_lastPeriIdx) {
            ++iNextPeri;
        } else if (iPeri == m_lastPeriIdx + 1) {
            continue;
        }

        if (intersects(
            m_periPoints[iPeri], m_periPoints[iNextPeri], pt1o, pt3o)) {
            return true;
        }

        if (intersects(
            m_periPoints[iPeri], m_periPoints[iNextPeri], pt2o, pt3o)) {
            return true;
        }

        if (intersects(
            m_periPoints[iPeri], m_periPoints[iNextPeri], pt3o, ptOut)) {
            ++nOutInter;
        }
    }

    return nOutInter % 2;
}

void SolutionData::nextGeneration(
    const SolutionKey& key, bool useTrim, SolutionMap& rNewSols) const
{
    int nPeri = m_periLens.size();
    for (int iPeri = (useTrim ? 0 : m_lastPeriIdx); iPeri < nPeri; ++iPeri) {
        int len = m_periLens[iPeri];
        SideMap::const_iterator itCand = AllSides.lower_bound(len);
        SideMap::const_iterator itCandEnd = AllSides.upper_bound(len);
        while (itCand != itCandEnd) {
            int candTriIdx = itCand->second;
            if (!key.containsTriangle(candTriIdx) &&
                candTriIdx > key.minTriangle()) {
                addTriangle(key, iPeri, candTriIdx, rNewSols);
            }
            ++itCand;
        }
    }
}

void SolutionData::print() const {
    float cosAng = cos(m_rotAng);
    float sinAng = sin(m_rotAng);

    int nPoint = m_triPoints.size();

    for (int iPoint = 0; iPoint < nPoint; ++iPoint) {
        const Vec2& pt = m_triPoints[iPoint];
        float x = cosAng * pt.x() - sinAng * pt.y() + m_xShift;
        float y = sinAng * pt.x() + cosAng * pt.y() + m_yShift;
        std::cout << "(" << x << ", " << y << ")";

        if (iPoint % 3 == 2) {
            std::cout << std::endl;
        } else {
            std::cout << " ";
        }
    }
}

void SolutionData::addTriangle(
    const SolutionKey& key, int periIdx, int newTriIdx,
    SolutionMap& rNewSols) const {

    int triIdx = m_periTris[periIdx];
    bool flipped = m_periFlipped[periIdx];
    int len = m_periLens[periIdx];

    Connector conn1(len, triIdx, newTriIdx, flipped);
    SolutionKey newKey1(key);
    newKey1.add(newTriIdx, conn1);
    bool isNew1 = (rNewSols.find(newKey1) == rNewSols.end());

    Connector conn2(len, triIdx, newTriIdx, !flipped);
    SolutionKey newKey2(key);
    newKey2.add(newTriIdx, conn2);
    bool isNew2 = (rNewSols.find(newKey2) == rNewSols.end());

    if (!(isNew1 || isNew2)) {
        return;
    }

    SolutionData data;

    int periSize = m_periLens.size();
    data.m_periTris.resize(periSize + 1);
    data.m_periLens.resize(periSize + 1);
    data.m_periFlipped.resize(periSize + 1);
    data.m_periPoints.resize(periSize + 2);
    for (int k = 0; k <= periIdx; ++k) {
        data.m_periTris[k] = m_periTris[k];
        data.m_periLens[k] = m_periLens[k];
        data.m_periFlipped[k] = m_periFlipped[k];
        data.m_periPoints[k] = m_periPoints[k];
    }
    for (int k = periIdx + 1; k < periSize; ++k) {
        data.m_periTris[k + 1] = m_periTris[k];
        data.m_periLens[k + 1] = m_periLens[k];
        data.m_periFlipped[k + 1] = m_periFlipped[k];
        data.m_periPoints[k + 1] = m_periPoints[k];
    }
    data.m_periPoints[periSize + 1] = m_periPoints[periSize];

    data.m_lastPeriIdx = periIdx;

    data.m_periTris[periIdx] = newTriIdx;
    data.m_periTris[periIdx + 1] = newTriIdx;

    int triSize = m_triPoints.size();
    data.m_triPoints.resize(triSize + 3);
    for (int k = 0; k < triSize; ++k) {
        data.m_triPoints[k] = m_triPoints[k];
    }

    const Triangle& tri = AllTriangles[newTriIdx];
    int lenA = tri.getSideLenA();
    int lenB = tri.getSideLenB();
    int lenC = tri.getSideLenC();

    const Vec2& pt1 = m_periPoints[periIdx];
    const Vec2& pt2 = m_periPoints[periIdx + 1];

    Vec2 v = pt2 - pt1;
    v.normalize();
    Vec2 vn(v.y(), -v.x());

    float dA = lenA;
    float dB = lenB;
    float dC = lenC;

    int len1 = 0, len2 = 0;
    Vec2 pt31, pt32;

    if (len == lenA) {
        len1 = lenB;
        len2 = lenC;
        pt31 = pt1 + vn * dB;
        pt32 = pt2 + vn * dB;
    } else if (len == lenB) {
        len1 = lenC;
        len2 = lenA;
        pt31 = pt2 + vn * dA;
        pt32 = pt1 + vn * dA;
    } else {
        len1 = lenA;
        len2 = lenB;
        pt31 = pt1 + v * (dA * dA / dC) + vn * (dA * dB / dC);
        pt32 = pt1 + v * (dB * dB / dC) + vn * (dA * dB / dC);
    }

    if (isNew1) {
        data.m_periLens[periIdx] = len1;
        data.m_periLens[periIdx + 1] = len2;
        data.m_periFlipped[periIdx] = false;
        data.m_periFlipped[periIdx + 1] = false;
        data.m_periPoints[periIdx + 1] = pt31;

        data.m_triPoints[triSize] = pt1;
        data.m_triPoints[triSize + 1] = pt31;
        data.m_triPoints[triSize + 2] = pt2;

        rNewSols.insert(std::make_pair(newKey1, data));
    }

    if (isNew2) {
        data.m_periLens[periIdx] = len2;
        data.m_periLens[periIdx + 1] = len1;
        data.m_periFlipped[periIdx] = true;
        data.m_periFlipped[periIdx + 1] = true;
        data.m_periPoints[periIdx + 1] = pt32;

        data.m_triPoints[triSize] = pt1;
        data.m_triPoints[triSize + 1] = pt32;
        data.m_triPoints[triSize + 2] = pt2;

        rNewSols.insert(std::make_pair(newKey2, data));
    }
}

static void enumerateTriangles() {
    for (int c = 2; c * c <= BoxD2; ++c) {
        for (int a = 1; 2 * a * a < c * c; ++a) {
            int b = static_cast<int>(sqrt(c * c - a * a) + 0.5f);
            if (a * a + b * b == c * c) {
                Triangle tri(a, b, c);

                int triIdx = AllTriangles.size();
                AllTriangles.push_back(Triangle(a, b, c));

                AllSides.insert(std::make_pair(a, triIdx));
                AllSides.insert(std::make_pair(b, triIdx));
                AllSides.insert(std::make_pair(c, triIdx));
            }
        }
    }
}

static void eliminateInvalid(SolutionMap& rSols) {
    SolutionMap::iterator it = rSols.begin();
    while (it != rSols.end()) {
        SolutionMap::iterator itNext = it;
        ++itNext;

        SolutionData& rSolData = it->second;

        if (!rSolData.fitsInBox()) {
            rSols.erase(it);
        } else if (rSolData.selfOverlaps()) {
            rSols.erase(it);
        }

        it = itNext;
    }
}

static void trimSolutions(SolutionMap& rSols, int trimCount) {
    if (trimCount >= rSols.size()) {
        return;
    }

    SolutionMap::iterator it = rSols.begin();
    for (int iTrim = 0; iTrim < trimCount; ++iTrim) {
        ++it;
    }

    rSols.erase(it, rSols.end());
}

static void nextGeneration(
    const SolutionMap& srcSols, bool useTrim, SolutionMap& rNewSols) {
    SolutionMap::const_iterator it = srcSols.begin();
    while (it != srcSols.end()) {
        const SolutionKey& solKey = it->first;
        const SolutionData& solData = it->second;
        solData.nextGeneration(solKey, useTrim, rNewSols);
        ++it;
    }
}

static void printSolutions(const SolutionMap& sols) {
    std::cout << std::fixed;
    std::cout.precision(3);

    SolutionMap::const_iterator it = sols.begin();
    while (it != sols.end()) {
        const SolutionKey& solKey = it->first;
        solKey.print();
        const SolutionData& solData = it->second;
        solData.print();
        std::cout << std::endl;
        ++it;
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc < 3) {
        std::cerr << "usage: " << argv[0] << " width height [trimCount]"
                  << std::endl;
        return 1;
    }

    std::istringstream streamW(argv[1]);
    streamW >> BoxW;
    std::istringstream streamH(argv[2]);
    streamH >> BoxH;

    int trimCount = 0;
    if (argc > 3) {
        std::istringstream streamTrim(argv[3]);
        streamTrim >> trimCount;
    }

    BoxD2 = BoxW * BoxW + BoxH * BoxH;

    enumerateTriangles();
    int nTri = AllTriangles.size();

    SolutionMap solGen[2];
    int srcGen = 0;

    for (int iTri = 0; iTri < nTri; ++iTri) {
        const Triangle& tri = AllTriangles[iTri];

        SolutionKey solKey;
        solKey.init(iTri);

        SolutionData solData;
        solData.init(iTri);

        solGen[srcGen].insert(std::make_pair(solKey, solData));
    }

    int level = 1;

    for (;;) {
        eliminateInvalid(solGen[srcGen]);
        std::cout << "level: " << level
                  << " solutions: " << solGen[srcGen].size() << std::endl;
        if (solGen[srcGen].empty()) {
            break;
        }

        if (trimCount > 0) {
            trimSolutions(solGen[srcGen], trimCount);
        }

        solGen[1 - srcGen].clear();
        nextGeneration(solGen[srcGen], trimCount > 0, solGen[1 - srcGen]);

        srcGen = 1 - srcGen;
        ++level;
    }

    printSolutions(solGen[1 - srcGen]);

    return 0;
}