Mastermind-robot

program Mastermind;
uses crt;
var code:array[0..3] of byte; { Der versteckte Code }
allesSchwarz:array[0..1] of byte; { Referenz für 4 Schwarze und 0 weiße }
brett:array[0..9,0..3] of byte; { Das Brett }
antworten:array[0..9,0..1] of byte; { Platz für Bewertungen }
i,line,m,below,p,q:byte;
gefunden,voll,raus,firstright,gleiche:boolean;


procedure Einlesen; { Begrüßung // Einlesen des versteckten Codes }
var eingabeok:boolean;
istzahl:boolean;
j:integer;
begin
writeln('-------------------------------------------------');
writeln('| Mastermind v0.2 |');
writeln('| author: Chris |');
writeln('| Published under GNU/GPL in current version |');
writeln('-------------------------------------------------');

repeat
writeln('Enter your hidden code (4 separate values');
writeln('from 0 to 7, no equal values!):');
write('#0: '); readln(code[0]);
write('#1: '); readln(code[1]);
write('#2: '); readln(code[2]);
write('#3: '); readln(code[3]);

eingabeok:=true;

{ Checke, ob alle Zahlen korrekt sind }
for i:=0 to 3 do
begin
istzahl:=false;
if code[i]=0 then istzahl:=true;
if code[i]=1 then istzahl:=true;
if code[i]=2 then istzahl:=true;
if code[i]=3 then istzahl:=true;
if code[i]=4 then istzahl:=true;
if code[i]=5 then istzahl:=true;
if code[i]=6 then istzahl:=true;
if code[i]=7 then istzahl:=true;
if istzahl=false then eingabeok:=false;
end;

{ Checke, dass keine gleichen dabei sind }
for i:=0 to 3 do for j:=0 to 3 do
if (code[i]=code[j]) and (i<>j) then eingabeok:=false;

until eingabeok=true;
end;


procedure AntwortenNull;
var j:integer;
begin
for i:=0 to 9 do
for j:=0 to 1 do
antworten[i,j]:=0;
end;


procedure Schreibe(znr:integer);
begin
writeln(znr,' || ',brett[znr,0],' ',brett[znr,1],' ',brett[znr,2],' ',brett[znr,3],' || white: ',antworten[znr,0],', black: ',antworten[znr,1]);
end;



procedure ErsteZeileSchreiben;
begin
for i:=0 to 4 do
brett[0,i]:=i;
end;


procedure bewerte(znr:integer);
var j:integer;
begin
for i:=0 to 3 do
begin

for j:=0 to 3 do
if (brett[znr,i]=code[j]) and (i<>j) then inc(antworten[znr,0]); { weiße setzen }

if brett[znr,i]=code[i] then inc(antworten[znr,1]); { schwarze setzen }

end;
end;


function konsistent(znr:integer):boolean;
var testantwort:array[0..1] of integer;
j,k,r,znrbelow:integer;
begin
konsistent:=true;
znrbelow:=znr-1;

for k:=0 to znrbelow do
begin

for r:=0 to 1 do testantwort[r]:=0;

{ Vergleiche kte Zeile mit dem in znr übergebenen Vorschlag }
for i:=0 to 3 do
begin
for j:=0 to 3 do
if (brett[k,i]=brett[znr,j]) and (i<>j) then inc(testantwort[0]); { weiße setzen }

if brett[k,i]=brett[znr,i] then inc(testantwort[1]); { schwarze setzen }
end;


for i:=0 to 1 do
if testantwort[i]<>antworten[k,i] then konsistent:=false; { Vergleiche }


end;
end;


{ Hauptprogramm }
begin
Einlesen; { Liest 'code' ein }
AntwortenNull; { Setzt alle Elemente der Antwortmatrix auf 0 }
ErsteZeileSchreiben; { Schreibt 0 1 2 3 in die erste Zeile }
allesSchwarz[0]:=0; { Setzt die Referenz für die Lösung }
allesSchwarz[1]:=4;

bewerte(0);
Schreibe(0);

{ Checke, ob schon die erste richtig war }
firstright:=true;
for i:=0 to 1 do
if antworten[0,i]<>allesSchwarz[i] then firstright:=false;


if firstright=false then
begin


line:=0;


repeat

inc(line);
below:=line-1;

{ Vorherige Zeile übernehmen }
for m:=0 to 3 do brett[line,m]:=brett[below,m];

raus:=false;
gefunden:=false;
voll:=false;

repeat

repeat
{ Durchlaufen }
inc(brett[line,3]);

{ Überträge }
if brett[line,3]=8 then
begin
brett[line,3]:=0;
inc(brett[line,2]);
end;
if brett[line,2]=8 then
begin
brett[line,2]:=0;
inc(brett[line,1]);
end;
if brett[line,1]=8 then
begin
brett[line,1]:=0;
inc(brett[line,0]);
end;
if brett[line,0]=8 then
begin
brett[line,0]:=0;
end;

{ Checken ob welche gleich sind }
gleiche:=false;
for p:=0 to 3 do for q:=0 to 3 do
if (brett[line,p]=brett[line,q]) and (p<>q) then gleiche:=true;

until gleiche=false;

until konsistent(line)=true;

bewerte(line);
Schreibe(line);


{ Gucken, obs schon die Lösung ist }
gefunden:=true;
for i:=0 to 1 do
if antworten[line,i]<>allesSchwarz[i] then gefunden:=false;

{ ...oder ob das Brett voll ist }
if line=9 then voll:=true;

if voll=true then raus:=true;
if gefunden=true then raus:=true;

until raus=true;

if voll=true then writeln('Das Brett ist voll.');
if gefunden=true then writeln('Got it in line ',line,'! :)')
else writeln('Didnt get it. :(');

end

else writeln('Got it in the first line! ;)');


end.

import Control.Monad
import Data.Char
import Data.Map as M
import Data.List as L
import System.Random

checkAnswer :: Map Int Int -> Map Int Int -> (Int,Int)
checkAnswer code answer = let correctPos = filterWithKey (\k a -> code ! k == a) answer
                              remainingAnswer = answer M.\\ correctPos
                              remainingCode = code M.\\ correctPos
                              correctCols = filterWithKey (\k a -> not . M.null $ M.filter (==a) remainingCode) remainingAnswer
                          in (size correctPos,size correctCols)

initialCombs :: [Map Int Int]
initialCombs = [fromList $ zip [0..] [a,b,c,d] | a <- [0..7], b <- [0..7], c <- [0..7], d <- [0..7],
                                                 a /= b, a /= c, a /= d, b /= c, b /= d, c /= d]

--returns the number of exact matches in m and n
exactMatches m n = size $ filterWithKey (\k v -> m ! k == v) n
--returns the number of value matches on different positions in m and n
valMatches m n = size $ filterWithKey (\k v -> not . M.null $ filterWithKey (\k' v' -> k' /= k && v == v') m) n

--correct code is passed along as a parameter but is accessed only by the checking function
tryComb :: Map Int Int -> Map Int Int -> [Map Int Int] -> IO ()
tryComb a code combs =  do
  let res@(b,w) = checkAnswer code a
  putStrLn $ "Trying answer: " ++ show (toList a) ++ " - " ++ show res
  case b of
    4 -> putStrLn $ "Solution found "++show (toList a)
    otherwise -> do
      let newcombs = L.filter (\c -> exactMatches a c == b && valMatches a c == w) combs
      putStrLn $ "Remaining combinations: "++show (length newcombs)
      n <- randomRIO (0,length newcombs - 1)
      tryComb (newcombs !! n) code newcombs 
  
main :: IO ()
main = do
  putStrLn "Enter code"
  code <- L.map digitToInt `liftM` getLine
  ind <- randomRIO (0,length initialCombs - 1)
  tryComb (initialCombs !! ind) (fromList $ zip [0..] code) initialCombs

:-use_module(library(lists)).
:-use_module(library(sets)).  %SWI: auskommentieren/ignorieren.
:-use_module(library(clpfd)).

combo(C):-C=[_,_,_,_],domain(C,1,8)/*%SWI: C ins 1..8*/,all_different(C),labeling([ff],C).

cmp(X,Y,Z):- X=:=Y -> Z=1 ; Z=0.
check(Org,ToCheck,W,B):-intersection(Org,ToCheck,Ws),
        length(Ws,WTmp),maplist(cmp,Org,ToCheck,BList),!,sumlist(BList,B),W is WTmp-B.

solve(Sol,Sol,_,[Sol]):- write('Loesung: '),write(Sol),nl.
solve(Sol,Try,SolSet,[Try|Path]):-check(Sol,Try,W,B),   
        findall(Combo,(member(Combo,SolSet),check(Try,Combo,W,B),Combo\=Try),
		[NTry|NewSolSet]),
        statistic([NTry|NewSolSet],Try,W,B),solve(Sol,NTry,NewSolSet,Path),!.

statistic(Set,Try,W,B):- length(Set,L),
	format('Versuch: ~q,w:~k,b:~k verbl. Moeglichkeiten: ~d\n', [Try,W,B,L]).

bot(Solution,Path):-
        findall(Combo,combo(Combo),[Try|SolSet]),solve(Solution,Try,SolSet,Path),!.

| ?- findall(C,combo(C),Cs),length(Cs,Gesamt).
Cs = [[1,2,3,4],[1,2,3,5],[1,2,3,6],[1,2,3,7],[1,2,3,8],[1,2,4,3],[1,2,4,5],[1,2,4|...],[1,2|...],[1|...]|...],
Gesamt = 1680 ?

  time2(findall((Len),(combo(C),bot(C,Sol),length(Sol,Len)),Sols)),length(Sols,AnzLoes),sort(Sols,Sorted),last(Sorted,Laengste),sumlist(Sols,Sum),AverageNum is Sum/AnzLoes.
 65.813 sec.

Sorted = [1,2,3,4,5,6,7],
Laengste = 7,
AnzLoes = 1680,
AverageNum = 4.90297619047619 ?

 | ?- bot([8,1,7,2],Loesung).
Versuch: [1,2,3,4],w:2,b:0 verbl. Moeglichkeiten: 504
Versuch: [2,1,5,6],w:1,b:1 verbl. Moeglichkeiten: 84
Versuch: [2,3,6,7],w:2,b:0 verbl. Moeglichkeiten: 18
Versuch: [3,1,7,5],w:0,b:2 verbl. Moeglichkeiten: 1
Loesung: [8,1,7,2]
Loesung = [[1,2,3,4],[2,1,5,6],[2,3,6,7],[3,1,7,5],[8,1,7,2]] ? 
yes
% 3
| ?- bot([4,5,6,7],Loesung).
Versuch: [1,2,3,4],w:1,b:0 verbl. Moeglichkeiten: 288
Versuch: [2,5,6,7],w:0,b:3 verbl. Moeglichkeiten: 5
Versuch: [2,5,6,8],w:0,b:2 verbl. Moeglichkeiten: 2
Versuch: [3,5,6,7],w:0,b:3 verbl. Moeglichkeiten: 1
Loesung: [4,5,6,7]
Loesung = [[1,2,3,4],[2,5,6,7],[2,5,6,8],[3,5,6,7],[4,5,6,7]] ? 
yes