15 पहेली (टाइल-स्लाइडिंग पहेली) को हल करें


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15 पहेली एक प्रसिद्ध पहेली है जिसमें 4x4 ग्रिड पर चारों ओर 15 टाइलें खिसकना शामिल है। एक यादृच्छिक कॉन्फ़िगरेशन से शुरू, लक्ष्य सही क्रम में टाइल्स की व्यवस्था करना है। यहाँ एक हल 15 पहेली का एक उदाहरण है:

01 02 03 04
05 06 07 08
09 10 11 12
13 14 15

पहेली पर प्रत्येक चाल अप / डाउन / लेफ्ट / राइट के फॉर्म की है। "डाउन" की चाल में खिसकने वाली टाइल होती है जो खाली जगह के ऊपर होती है। "राइट" एक टाइल को दाईं ओर खिसकाने के लिए खाली जगह में होता है। यहां बताया गया है कि डाउन और राइट मूव्स के बाद बोर्ड कैसा दिखता है।

01 02 03 04
05 06 07 08
09 10    11
13 14 15 12

इस चुनौती का लक्ष्य एक कार्यक्रम लिखना है जो 15 पहेली को हल करने के लिए आवश्यक चाल की श्रृंखला को आउटपुट कर सकता है। विजेता वह कार्यक्रम है जो सबसे कम कुल चालों में पांच परीक्षण मामलों (नीचे) को हल करता है। उत्पन्न समाधान को एक सही समाधान होने की आवश्यकता नहीं है, यह केवल प्रतियोगियों से बेहतर होना है। प्रत्येक व्यक्तिगत परीक्षण मामले के लिए, कार्यक्रम को एक उचित मशीन पर दस सेकंड से अधिक नहीं लेना चाहिए।

आपका प्रोग्राम किसी भी पहेली को हल करने में सक्षम होना चाहिए जो कि हल करने योग्य है, मैं इन पांच परीक्षण मामलों को स्कोरिंग के रूप में उपयोग कर रहा हूं।

आपके कार्यक्रम को एक 2D सरणी के प्रारूप में इनपुट के रूप में अनसुलझी 15 पहेली प्राप्त होगी। 2D सरणी का उपयोग की गई भाषा के अनुसार किया जा सकता है, या परिवर्तित किया जा सकता है यदि भाषा में 2D सरणियाँ नहीं हैं। पहले उप-सरणी का पहला तत्व ऊपरी बाएँ में संख्या होगा, और पहले उप-सरणी का अंतिम तत्व ऊपरी दाएं में संख्या होगी। A 0रिक्त स्थान होगा।

आउटपुट के रूप में, आपके प्रोग्राम को उस क्रम में चालों की एक सूची प्रिंट करनी चाहिए जो उन्हें निष्पादित करने की आवश्यकता है। परिणामों की प्रयोज्यता बढ़ाने के लिए प्रत्येक चरण को क्रमांकित किया जाना चाहिए।

संपादित करें: टिप्पणियों के आधार पर, मैं आउटपुट को डाउन / अप / आदि के रूप में या स्थानांतरित करने के लिए टुकड़े के निर्देशांक के रूप में होने दूंगा। जैसा कि यह कोड गोल्फ नहीं है, पहेली को हल करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है।

कुछ अन्य सामान्य नियमों में बाहर के स्रोत आदि का उपयोग नहीं करना शामिल है।


टेस्ट केस 1

([5,1,7,3],[9,2,11,4],[13,6,15,8],[0,10,14,12])

उदाहरण आउटपुट:

1: Down
2: Down
3: Down
4: Left
....

टेस्ट केस 2

([2,5,13,12],[1,0,3,15],[9,7,14,6],[10,11,8,4])

टेस्ट केस 3

([5,2,4,8],[10,0,3,14],[13,6,11,12],[1,15,9,7])

टेस्ट केस 4

([11,4,12,2],[5,10,3,15],[14,1,6,7],[0,9,8,13])

टेस्ट केस 5

([5,8,7,11],[1,6,12,2],[9,0,13,10],[14,3,4,15])

2
क्या सॉल्वर को इन 5 से अधिक हल करने में सक्षम होना चाहिए?
मैट


1
@ मैट यह किसी भी पहेली को हल करने में सक्षम होना चाहिए जो कि हल करने योग्य हो। मैंने सोचा था कि यह निहित था, लेकिन मैं इसे और स्पष्ट कर दूंगा।
PhnNotPi

1
जिस तरह से मैं कर रहा हूं वह एकल निर्देशांक के रूप में चालों को आउटपुट करने के लिए अधिक आसान होगा। जैसे, आप उस एकमात्र कानूनी कदम (विथ स्पेस) में समन्वय करते हैं। क्या इस तरह से आउटपुट की अनुमति है?
अजाक्स 333221

@ ajax333221 मैं आउटपुट की उस शैली को अधिक पसंद करता हूं क्योंकि यह अधिकांश भाषाओं से उत्पन्न करना आसान है।
फ़ूजएक्सएक्सएल

जवाबों:


4

PyPy, 195 चाल, ~ 12 सेकंड की संगणना

आईडीए * का उपयोग करके इष्टतम समाधानों की गणना 'वॉकिंग डिस्टेंस' के साथ किया जाता है, जो रैखिक संघर्षों के साथ संवर्धित होता है। यहाँ इष्टतम समाधान हैं:

 5  1  7  3
 9  2 11  4
13  6 15  8
 0 10 14 12
Down, Down, Down, Left, Up, Up, Up, Left, Down, Down, Down, Left, Up, Up, Up

 2  5 13 12
 1  0  3 15
 9  7 14  6
10 11  8  4
Left, Down, Right, Up, Up, Left, Down, Down, Right, Up, Left, Left, Down, Right, Right, Right, Up, Up, Left, Left, Down, Left, Up, Up, Right, Down, Down, Left, Up, Up, Right, Right, Right, Down, Left, Up, Right, Down, Down, Left, Left, Down, Left, Up, Up, Right, Up, Left

 5  2  4  8
10  0  3 14
13  6 11 12
 1 15  9  7
Left, Up, Up, Right, Right, Down, Left, Up, Left, Left, Down, Down, Right, Right, Up, Left, Left, Down, Down, Right, Right, Up, Right, Up, Left, Left, Up, Right, Down, Down, Right, Down, Left, Left, Up, Up, Left, Up

11  4 12  2
 5 10  3 15
14  1  6  7
 0  9  8 13
Down, Left, Down, Right, Up, Left, Left, Left, Down, Down, Right, Right, Right, Up, Left, Left, Left, Down, Right, Right, Up, Left, Up, Up, Left, Down, Down, Right, Down, Right, Up, Up, Right, Up, Left, Left, Left, Down, Right, Right, Right, Up, Left, Down, Left, Down, Left, Up, Up

 5  8  7 11
 1  6 12  2
 9  0 13 10
14  3  4 15
Up, Right, Down, Left, Left, Down, Left, Up, Right, Up, Right, Down, Down, Right, Up, Up, Left, Left, Left, Down, Down, Down, Right, Right, Up, Right, Down, Left, Up, Left, Up, Left, Down, Right, Down, Left, Up, Right, Down, Right, Up, Up, Left, Left, Up

और कोड:

import random


class IDAStar:
    def __init__(self, h, neighbours):
        """ Iterative-deepening A* search.

        h(n) is the heuristic that gives the cost between node n and the goal node. It must be admissable, meaning that h(n) MUST NEVER OVERSTIMATE the true cost. Underestimating is fine.

        neighbours(n) is an iterable giving a pair (cost, node, descr) for each node neighbouring n
        IN ASCENDING ORDER OF COST. descr is not used in the computation but can be used to
        efficiently store information about the path edges (e.g. up/left/right/down for grids).
        """

        self.h = h
        self.neighbours = neighbours
        self.FOUND = object()


    def solve(self, root, is_goal, max_cost=None):
        """ Returns the shortest path between the root and a given goal, as well as the total cost.
        If the cost exceeds a given max_cost, the function returns None. If you do not give a
        maximum cost the solver will never return for unsolvable instances."""

        self.is_goal = is_goal
        self.path = [root]
        self.is_in_path = {root}
        self.path_descrs = []
        self.nodes_evaluated = 0

        bound = self.h(root)

        while True:
            t = self._search(0, bound)
            if t is self.FOUND: return self.path, self.path_descrs, bound, self.nodes_evaluated
            if t is None: return None
            bound = t

    def _search(self, g, bound):
        self.nodes_evaluated += 1

        node = self.path[-1]
        f = g + self.h(node)
        if f > bound: return f
        if self.is_goal(node): return self.FOUND

        m = None # Lower bound on cost.
        for cost, n, descr in self.neighbours(node):
            if n in self.is_in_path: continue

            self.path.append(n)
            self.is_in_path.add(n)
            self.path_descrs.append(descr)
            t = self._search(g + cost, bound)

            if t == self.FOUND: return self.FOUND
            if m is None or (t is not None and t < m): m = t

            self.path.pop()
            self.path_descrs.pop()
            self.is_in_path.remove(n)

        return m


def slide_solved_state(n):
    return tuple(i % (n*n) for i in range(1, n*n+1))

def slide_randomize(p, neighbours):
    for _ in range(len(p) ** 2):
        _, p, _ = random.choice(list(neighbours(p)))
    return p

def slide_neighbours(n):
    movelist = []
    for gap in range(n*n):
        x, y = gap % n, gap // n
        moves = []
        if x > 0: moves.append(-1)    # Move the gap left.
        if x < n-1: moves.append(+1)  # Move the gap right.
        if y > 0: moves.append(-n)    # Move the gap up.
        if y < n-1: moves.append(+n)  # Move the gap down.
        movelist.append(moves)

    def neighbours(p):
        gap = p.index(0)
        l = list(p)

        for m in movelist[gap]:
            l[gap] = l[gap + m]
            l[gap + m] = 0
            yield (1, tuple(l), (l[gap], m))
            l[gap + m] = l[gap]
            l[gap] = 0

    return neighbours

def slide_print(p):
    n = int(round(len(p) ** 0.5))
    l = len(str(n*n))
    for i in range(0, len(p), n):
        print(" ".join("{:>{}}".format(x, l) for x in p[i:i+n]))

def encode_cfg(cfg, n):
    r = 0
    b = n.bit_length()
    for i in range(len(cfg)):
        r |= cfg[i] << (b*i)
    return r


def gen_wd_table(n):
    goal = [[0] * i + [n] + [0] * (n - 1 - i) for i in range(n)]
    goal[-1][-1] = n - 1
    goal = tuple(sum(goal, []))

    table = {}
    to_visit = [(goal, 0, n-1)]
    while to_visit:
        cfg, cost, e = to_visit.pop(0)
        enccfg = encode_cfg(cfg, n)
        if enccfg in table: continue
        table[enccfg] = cost

        for d in [-1, 1]:
            if 0 <= e + d < n:
                for c in range(n):
                    if cfg[n*(e+d) + c] > 0:
                        ncfg = list(cfg)
                        ncfg[n*(e+d) + c] -= 1
                        ncfg[n*e + c] += 1
                        to_visit.append((tuple(ncfg), cost + 1, e+d))

    return table

def slide_wd(n, goal):
    wd = gen_wd_table(n)
    goals = {i : goal.index(i) for i in goal}
    b = n.bit_length()

    def h(p):
        ht = 0 # Walking distance between rows.
        vt = 0 # Walking distance between columns.
        d = 0
        for i, c in enumerate(p):
            if c == 0: continue
            g = goals[c]
            xi, yi = i % n, i // n
            xg, yg = g % n, g // n
            ht += 1 << (b*(n*yi+yg))
            vt += 1 << (b*(n*xi+xg))

            if yg == yi:
                for k in range(i + 1, i - i%n + n): # Until end of row.
                    if p[k] and goals[p[k]] // n == yi and goals[p[k]] < g:
                        d += 2

            if xg == xi:
                for k in range(i + n, n * n, n): # Until end of column.
                    if p[k] and goals[p[k]] % n == xi and goals[p[k]] < g:
                        d += 2

        d += wd[ht] + wd[vt]

        return d
    return h




if __name__ == "__main__":
    solved_state = slide_solved_state(4)
    neighbours = slide_neighbours(4)
    is_goal = lambda p: p == solved_state

    tests = [
        (5,1,7,3,9,2,11,4,13,6,15,8,0,10,14,12),
        (2,5,13,12,1,0,3,15,9,7,14,6,10,11,8,4),
        (5,2,4,8,10,0,3,14,13,6,11,12,1,15,9,7),
        (11,4,12,2,5,10,3,15,14,1,6,7,0,9,8,13),
        (5,8,7,11,1,6,12,2,9,0,13,10,14,3,4,15),
    ]

    slide_solver = IDAStar(slide_wd(4, solved_state), neighbours)

    for p in tests:
        path, moves, cost, num_eval = slide_solver.solve(p, is_goal, 80)
        slide_print(p)
        print(", ".join({-1: "Left", 1: "Right", -4: "Up", 4: "Down"}[move[1]] for move in moves))
        print(cost, num_eval)

क्या यह आपके साथ ठीक होगा यदि मैंने इस समाधान को रोसेटा कोड पर पोस्ट किया और सुनिश्चित किया कि यह स्पष्ट है कि यह आपके और इस पोस्ट से आया है? मैं के लिए इस आर सी काम के लिए एक अजगर आधारित 15 पहेली solver पर काम कर रहा है: rosettacode.org/wiki/15_puzzle_solver लेकिन यह समय का एक उचित लंबाई में लंबाई 52 पथ का समाधान करने के लिए अपने कोड प्राप्त करने के लिए एक चुनौती रहा है। आपका समाधान कुछ सेकंड में चलता है। मैं सिर्फ अपना खुद का आईडीए * संस्करण करने के बारे में सोच रहा था, लेकिन आपका काम पहले ही हो गया। मेरा वर्तमान सॉल्वर A * पर आधारित है। हमें सिर्फ पायथन उदाहरण की आवश्यकता है। वैसे भी, मुझे पता है अगर यह एक का उपयोग करने के लिए ठीक है।
बॉबी ड्यूरेट

@BobbyDurrett यह ठीक से अधिक है। हालांकि यह विशेष रूप से स्पष्ट कोड नहीं है।
orlp

धन्यवाद। मुझे लगता है कि मैं अपनी शिक्षा के लिए खदान पर काम करता रहूंगा और अगर मैं इसे अच्छी तरह से काम कर पाता हूं तो इसे पोस्ट भी करूंगा। मैंने सोचा कि मैं तुम्हें वहाँ रख सकता हूँ इसलिए एक पायथन उदाहरण है।
बजे बॉबी ड्यूरेट

4

जावास्क्रिप्ट (ES6) ~ 1min में सभी 5 परीक्षण मामलों के लिए कुल 329 चरण

एक ही रणनीति, विभिन्न लक्ष्यों, बेहतर समाधान संपादित करें । और धीमा ...

यह कम या ज्यादा है कि मैं इसे हाथ से कैसे हल करता हूं: मध्यवर्ती लक्ष्यों का उपयोग करना प्रत्येक लक्ष्य के बाद रिश्तेदार टाइल फिर से स्थानांतरित नहीं होते हैं प्रत्येक मध्यवर्ती लक्ष्य एक पैरामीट्रिक बीएसएफ फ़ंक्शन का उपयोग करके पहुंच जाता है। 2 पैरा लूप कंडीशन L (रिपीट करते समय सही होते हैं) और सेलेक्ट कंडीशन S (सेलेक्ट की जा सकने वाली टाइल) का चयन कर सकते हैं। कदम:

  1. 1 शीर्ष / बाएं रखें
  2. स्थान २
  3. जगह ५
  4. जगह 3,4 - शीर्ष पंक्ति ठीक है
  5. जगह 9,13 - बाएँ कॉलम ठीक है
  6. बाकी सब

ध्यान दें, मैं टाइल्स की स्थिति 14 और 15 की जांच नहीं करता। [11,4,12,2,,15,10,3,5,,14,1,6,7,,0,9,8,13]14 और 15 अदला-बदली जैसी असंगत पहेली होगी।

F=b=>(
  s=[],
  [[_=>b[0]!=1, (o,p)=>b[o+p]]
  ,[_=>b[1]!=2, (o,p)=>(p=b[o+p])>1&&p]
  ,[_=>b[5]!=5, (o,p)=>(p=b[o+p])>2&&p]
  ,[_=>b[2]!=3|b[3]!=4, (o,p)=>(p=b[o+p])>2&&p!=5&&p]
  ,[_=>b[10]!=9|b[15]!=13, (o,p)=>(p=b[o+p])>5&&p]
  ,[_=>b[6]!=6|b[7]!=7|b[8]!=8|b[11]!=10|b[12]!=11|b[13]!=12|b[18]!=0, (o,p)=>(p=b[o+p])>5&&p!=9&&p!=13&&p]
  ].forEach(([L,S])=>{
    for(v={},v[b]=1,t=0,m=[];L();)
    {
      b.forEach((x,p)=>
        x=='0'&&[-1,5,1,-5].forEach((o,d)=>
          (x=S(o,p))&&(c=b.slice(0),c[p]=x,c[o+p]=0,v[k=''+c]?0:v[k]=m.push([c,s.concat(d)]))
        )
      );[b,s]=m[t++]
    }
  }),
  ,s.map((d,i)=>i+': '+'RULD'[d]).join('\n') // multi line output
  // ,s.map(d=>'RULD'[d]).join(' ') // single line output (easier to test)
)

परीक्षण या खेलने के लिए स्निपेट खोलें (केवल फ़ायरफ़ॉक्स)

फ़ायरफ़ॉक्स / फायरबग कंसोल में टेस्ट सूट

T=~new Date
;[[5,1,7,3,,9,2,11,4,,13,6,15,8,,0,10,14,12]
,[2,5,13,12,,1,0,3,15,,9,7,14,6,,10,11,8,4]
,[5,2,4,8,,10,0,3,14,,13,6,11,12,,1,15,9,7]
,[11,4,12,2,,5,10,3,15,,14,1,6,7,,0,9,8,13]
,[5,8,7,11,,1,6,12,2,,9,0,13,10,,14,3,4,15]]
.forEach(t=>console.log(t+'',F(t)))
console.log('Time ms ',T-=~new Date)

उत्पादन

"5,1,7,3,,9,2,11,4,,13,6,15,8,,0,10,14,12" "D D D L U L D L U R R U U L D D L U U"
"2,5,13,12,,1,0,3,15,,9,7,14,6,,10,11,8,4" "D R U L U L L U R D L D R D L U R U L D R D L U R U L U R R R D L L U R D R U L L D L D R U U L D R U R D L U L D D R R U L U L D R U L"
"5,2,4,8,,10,0,3,14,,13,6,11,12,,1,15,9,7" "R U U L D D R U L D D R U U L L D D R U L D L U U R R D L U R R D L L U L D D R U U L D D R U U U R R D L L U R R D L L L U R D D L U R D R U U L L D R D L U U"
"11,4,12,2,,5,10,3,15,,14,1,6,7,,0,9,8,13" "D L D R U L D D R U L L D L U R R D L U R U R D L U R U L L D R D L L D R U U L D R D L U R U U L D R R U L D R R U L L D L D R U U L D R R D L L U U R D R U L L"
"5,8,7,11,,1,6,12,2,,9,0,13,10,,14,3,4,15" "D D R U L L L D R U R D L U U R R D L U L U R D D L U U L D D D R U U L D D R U U U R D R U L D D L U U R D R U L D L L D R U L U R D L D R R U L L U R D D L U U"
"Time ms " 62234

3

मैंने इस समस्या पर काम करना शुरू किया और अब तक अपने कोड के साथ योगदान करना चाहता था। जैसा कि गैरेथ ने कहा है, समस्या 8-टाइल पहेली के बराबर है और इसलिए कोड कीथ रान्डेल के शानदार समाधान पर आधारित है और इस प्रकार पायथन में है। यह समाधान 400 से कम चालों के कुल योग के साथ सभी 5 परीक्षण मामलों को हल कर सकता है, और अन्य पहेलियाँ भी। इसमें एक अनुकूलित और एक जानवर बल समाधान शामिल है। अब तक कोड थोड़ा फूला हुआ है। आउटपुट "llururd .." की तरह समाप्त हो गया है। http://www.penschuck.org/joomla/tmp/15Tile.txt (स्पष्टीकरण) http://www.penschuck.org/joomla/tmp/tile15.txt (पायथन कोड)

# Author: Heiko Penschuck
# www.penschuck.org
# (C) 2012

# import os;os.chdir('work')
# os.getcwd()

# def execfile(file, globals=globals(), locals=locals()):
#   with open(file, "r") as fh: exec(fh.read()+"\n", globals, locals)
# 
#
# execfile("tile15.py");
#
## run these
# solve_brute();
# solve();



# some boards to play with
board2=(15,14,7,3,13,10,2,9,11,12,4,6,5,0,1,8);
# best: 76(52)  
#    72(56) 
#   68(51)      uurddlurrulldrrdllluuruldrddlururulddruurdllldrurddlurdruuldrdluurdd

board3=(13, 8, 9, 4, 15, 11, 5, 3, 14, 6, 12, 7, 1, 10, 2, 0)
# best: 106(77) 
#best: 90(64)   ullldruuldrrdrlluurulldrrdldluruulddrulurrdrddlluuurdldrrulddrulldrurullldrdluurrrddllurdr

board4=(4, 8, 12, 1, 13, 7, 3, 11, 9, 15, 6, 14, 5, 2, 10, 0) ;# best  100(74)

board5=(15,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,0); # best 44(32)
board6=( 1, 2,  3,  4, 6, 11,  0, 12, 8, 14,  9, 13, 5, 10,  7, 15);

# testcases
board7=(5,1,7,3,9,2,11,4,13,6,15,8,0,10,14,12); #   15 (7)
board8=(2,5,13,12,1,0,3,15,9,7,14,6,10,11,8,4); #  124 (94)
board9=(5,2,4,8,10,0,3,14,13,6,11,12,1,15,9,7) ; #  72 (56)
board10=(11,4,12,2,5,10,3,15,14,1,6,7,0,9,8,13) ;# 71 (57)
board11=(5,8,7,11,1,6,12,2,9,0,13,10,14,3,4,15) ;# 99 (73)

board12=(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,0,14,15); #pretty simple board
board13=(4, 10, 5, 12, 11, 7, 15, 2, 13, 1, 14, 8, 6, 3, 9, 0)

board=board3 ; # used by solve()
bboard=list(board) ;# used by solve_brute()

# init 
clean=(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,0)
i=0;
solution={};
invsolution={};
E={board:0}


# derived from Keith Randall 8-tile solution
# a: a board, d: offset to move from i: index in board
def Y(a,d,i):
 b=list(a); # b is now an indexable board
 b[i],b[i+d]=b[i+d],0; # make a move (up down left right)
 b=tuple(b); # now back to searchable
 if b not in E:E[b]=a;# store new board in E

def Calc():
 ii=0;
 # memory error when x is 21
 for x in ' '*14:
  if ii>10:
   print(ii);
  ii+=1
  for a in E.copy():
   # for all boards, make possible moves (up,left,right,down) and store the new boards
   i=list(a).index(0)
   if i>3:Y(a,-4,i)
   if i%4:Y(a,-1,i)
   if i%4 <3:Y(a,1,i)
   if i<12:Y(a,4,i)

def weigh(a,goal):
    factor=[26,8,4,6, 8,8,4,4, 4,4,1,1, 3,2,1,0]
    weight=0;
    for element in a:
        i=list(a).index(element);
        ix,iy=divmod(i,4); # ist
        if element == 0:
            # special for gap
            weight=weight+ix;
            #weight+=(ix+iy)
            continue;
        i=list(a).index(element);
        ix,iy=divmod(i,4); # ist
        j=list(goal).index(element);
        sx,sy=divmod(j,4); # soll
        #k=list(a).index(0); # gap
        #kx,ky=divmod(k,4)
        # try solving from topleft to bottom right (because clean board has gap at bottomright)
        tmp= abs(sx-ix)*abs(sx-ix)*factor[j]+ abs(sy-iy)*abs(sy-iy)*factor[j]
        #tmp += ((sx!=ix )& (sy!=iy)) *(4-sx)*(4-sy)*4
        weight+=tmp
        #(10-sx-sy-sy)
        # 8*abs(sx-ix) + (16-j)*(sx!=ix)
        #print('%2d   %2d_%2d (%2d_%2d)=> %d'%(element,i,j,(sx-ix),(sy-iy),weight))
    return weight

# read numbers seperated by a whitespace
def readboard():
    global E,D,board,clean,i
    reset()
    g=[]
    for x in' '*4:g+=map(int,input().split())
    board=tuple(g)

# read 'a' till 'o'
def readasciiboard():
    global E,D,board,clean,i
    trans={"0":0,"a":1,"b":2,"c":3,"d":4,"e":5,"f":6,"g":7,"h":8,"i":9,"j":10,"k":11,"l":12,"m":13,"n":14,"o":15}
    reset()
    g=[]
    vec=tuple(input().split());
    for x in vec: g.append(trans[x])
    board=tuple(g)

def printasciiboard(a):
    trans={"0":0,"a":1,"b":2,"c":3,"d":4,"e":5,"f":6,"g":7,"h":8,"i":9,"j":10,"k":11,"l":12,"m":13,"n":14,"o":15}
    itrans={}
    for x in trans: itrans[trans[x]]=x
    g=[]
    for x in a: g.append(itrans[x])
    for i in(0,4,8,12): print('%s %s %s %s'%tuple(g[i:i+4]))

# find the board with the smallest weight
def minimum():
    global minn,E,clean
    minn=1111111;# start with a huge number
    qq=board
    for q in E:
        if weigh(q,clean) < minn: 
            minn=weigh(q,clean)
            qq=q
    return qq

# run this and printsolution()
# (you might have to reverse the order of the printed solution)
def solve():
    global start,board,E,clean,minn,solution
    start=board;
    solution={};
    E={ board:0 }
    for x in range(0,11):
        Calc(); # walks all possible moves starting from board to a depth of 10~20 moves
        if clean in E:
            print('Solution found')
            q=clean;
            tmp=[];
            while q:
                tmp.append(q)
                q=E[q]
            for x in reversed(tmp):
                solution[len(solution)]=x;
            printsolution();
            return
        q=minimum();  # calculates the "weight" for all Calc()-ed boards and returns the minimum
        #print("Len %3d"%len(E))
        print("weight %d"%minn)
#       stitch solution
        newboard=q;
        tmp=[];
        while q:
            tmp.append(q)
            q=E[q]
        for x in reversed(tmp):
            solution[len(solution)]=x;
        board=newboard;
        E={board:0}; #reset the Calc()-ed boards
    print("No Solution")


# collects and prints the moves of the solution
# from clean board to given board
# (you have to reverse the order)
def printsolution():
    global invsolution,solution,moves,clean,start
    moves=""
    g=start; # start from board to clean
    y=g
    #invsolution[clean]=0;
    for x in solution:
        # uncomment this if you want to see each board of the solution
        #print(g);
        g=solution[x];
        #sys.stdout.write(transition(y,g))
        if (transition(g,y)=="E"): continue
        moves+=transition(g,y)
        # or as squares
        #print('%10s %d %s'%("step",len(moves),transition(g,y)));
        #print(" %s -- %s "%(y,g))
        #for i in(0,4,8,12): print('%2d %2d %2d %2d'%g[i:i+4])
        y=g         
    llen=len(moves)
    print(" moves%3d "%llen)
    print(moves)
    # processing moves. funny, but occysionally ud,du,lr or rl appears due to the stitching
    while 'lr' in moves:
        a,b,c=moves.partition('lr')
        moves=a+c
        llen-=2
    while 'rl' in moves:
        a,b,c=moves.partition('rl')
        moves=a+c
        llen-=2
    while 'ud' in moves:
        a,b,c=moves.partition('ud')
        moves=a+c
        llen-=2
    while 'du' in moves:
        a,b,c=moves.partition('du')
        moves=a+c
        llen-=2
    # processing moves. concatenating lll to 3l
    while 'lll' in moves:
        a,b,c=moves.partition('lll')
        moves=a+' 3l '+c
        llen-=2
    while 'rrr' in moves:
        a,b,c=moves.partition('rrr')
        moves=a+' 3r '+c
        llen-=2
    while 'uuu' in moves:
        a,b,c=moves.partition('uuu')
        moves=a+' 3u '+c
        llen-=2
    while 'ddd' in moves:
        a,b,c=moves.partition('ddd')
        moves=a+' 3d '+c
        llen-=2

    while 'll' in moves:
        a,b,c=moves.partition('ll')
        moves=a+' 2l '+c
        llen-=1
    while 'rr' in moves:
        a,b,c=moves.partition('rr')
        moves=a+' 2r '+c
        llen-=1
    while 'uu' in moves:
        a,b,c=moves.partition('uu')
        moves=a+' 2u '+c
        llen-=1
    while 'dd' in moves:
        a,b,c=moves.partition('dd')
        moves=a+' 2d '+c
        llen-=1
    print(" processed:%3d "%llen)
    print(moves)

    return

def transition(a,b):
    # calculate the move (ie up,down,left,right)
    # between 2 boards (distance of 1 move and a weight of 1 only)
    i=list(a).index(0);
    j=list(b).index(0);
    if (j==i+1): return "l"
    if (j==i-1): return "r"
    if (j==i-4): return "d"
    if (j==i+4): return "u"
    #print("transition not possible")
    return "E"


###################################################

# below this line are functions for the brute force solution only
# added for comparision
#
# its using a global variable bboard and works destructively on it

def solve_brute():
    global bboard,board;
    bboard=list(board); # working copy
    move(1,0);move(2,1);
    move(3,14); # <== additional move, move 3 out of way
    move(4,2);move(3,6);
    gap_down();gap_down();gap_right();gap_right();gap_up();gap_up();gap_up();gap_left();gap_down();
    #first line solved
    print("first line");printbboard();
    move(5,4);move(6,5);move(7,14);move(8,6);move(7,10);
    gap_down();gap_down();gap_right();gap_right();gap_up();gap_up();gap_left();gap_down();
    #second line solved (upper half)
    print("2nd line");printbboard();
    move(9,15);move(13,8);move(9,9)
    gap_down();gap_left();gap_left();gap_up();gap_right();
    print("left border");printbboard();
    #left border solved
    move(10,15);move(14,9);move(10,10);
    gap_down();movegap(1+3*4);gap_up();gap_right();
    print("left half");printbboard();
    #left half solved

    #rotating last 4 tiles 5 times
    for x in ' '*5:
        gap_right();gap_down(); # gap is now on 15
        if (bboard==[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,0]):
            print("solution found");printbboard();          
            return;
        gap_left();gap_up();
    print("No solution found");
    printbboard();
    return

def printbboard():
    global bboard
    for i in(0,4,8,12): print('%2d %2d %2d %2d'%tuple(bboard[i:i+4]))

def gap_up():
    global bboard
    i=bboard.index(0);
    if (i<4):
        print("Err up()")
        return
    bboard[i],bboard[i-4] = bboard[i-4] , 0 ;

def gap_down():
    global bboard
    i=bboard.index(0);
    if (i>11):
        print("Err down()")
        return
    bboard[i],bboard[i+4] = bboard[i+4] , 0 ;

def gap_left():
    global bboard
    i=bboard.index(0);
    if (i%4<1):
        print("Err left()")
        return  
    bboard[i],bboard[i-1]= bboard[i-1] , 0 ;

def gap_right():
    global bboard
    i=bboard.index(0);
    if (i%4>2):
        print("Err right()")
        return
    bboard[i],bboard[i+1] = bboard[i+1] , 0 ;

def movegap(d): 
    global bboard;
    # d: destination location (0-15)
    k=bboard.index(0);
    ky,kx=divmod(k,4);
    dy,dx=divmod(d,4);
    # moving the gap
    while (ky>dy): 
        gap_up();ky-=1;
    while (ky<dy):
        gap_down();ky+=1;
    while (kx>dx):
        gap_left();kx-=1;
    while (kx<dx):
        gap_right();kx+=1;

def move(s,d):
    global bboard
    i=bboard.index(s);
    iy,ix=divmod(i,4);
    dy,dx=divmod(d,4);
    #moving a number
    while (ix<dx):
        move1right(s);
        print("1right ");
        ix+=1;
    while (ix>dx):
        move1left(s);
        ix-=1;
        print("1left ");
    while(iy<dy):
        move1down(s);
        print("1down ");
        iy+=1;
    while(iy>dy):
        move1up(s);
        print("1up");
        iy-=1;

def move1up(s):
    global bboard
    i=bboard.index(s);
    iy,ix=divmod(i,4);
    k=bboard.index(0);
    ky,kx=divmod(k,4);  
    if (ky<iy):
        # above: move 1 above, then leftorright, then 1 down
        movegap(kx+4*(iy-1))
        movegap(ix+4*(iy-1))
        movegap(ix+4*iy)
        return; # fin
    if (ky==iy):
        # if equal, then first try 1 down
        # (not nescessary if gap is right of s)
        if (kx<ix):
            if (ky<=2):
                movegap(kx+4*(iy+1))
                movegap(ix+1+4*(iy+1)); # 1right 1down of s
                movegap(ix+1+4*(iy-1)); # 1right 1up of s
                movegap(ix+4*(iy-1));# right over s
                gap_down(); # fin
                return;
            # bottom border, must go up first
            movegap(kx+4*(iy-1));
            movegap(ix+4*(iy-1));
            gap_down();
            return; # fin
        else:
            movegap(ix+1+4*iy); # move 1 right of s
            gap_up()
            gap_left()
            gap_down();
            return; # fin
    movegap(ix+1+4*ky); # move 1 right of s
    movegap(ix+1+4*(iy+1)); # move 1 right and 1 down of s
    gap_up();
    gap_up();
    gap_left();
    gap_down();

def move1left(s):
    global bboard
    i=bboard.index(s);
    iy,ix=divmod(i,4);
    k=bboard.index(0);
    ky,kx=divmod(k,4);  
    if (ky<iy):
        # if above gap move 1 over s
        if (kx<ix):
            movegap(kx+4*iy);
            movegap(ix+4*iy);
            return;# fin
        if (kx==ix):
            #gap over s
            if (ix<3):
                # try to move under s and then left
                if (iy<3):
                    movegap(ix+1+4*ky)
                    movegap(ix+1+4*(iy+1))
                    movegap(ix-1+4*(iy+1))
                    movegap(ix-1+4*iy)
                    movegap(ix+4*iy)
                    return; #fin
            # have to move left         
            movegap(kx-1+4*ky)  
            movegap(ix-1+4*iy)
            movegap(ix+4*iy)
            return;# fin
        # move 1 right of s
        if (iy==3):
            # cant go under, have to go left over
            movegap(kx+4*(iy-1))
            movegap(ix-1+4*(iy-1))
            movegap(ix-1+4*iy)
            movegap(ix+4*iy);
            return; #fin
        movegap(ix+1+4*(iy-1))
        gap_down();gap_down();gap_left();gap_left();gap_up();gap_right();
        return; #fin
    if (ky==iy):
        if (kx<ix):
            movegap(ix-1+4*iy)
            gap_right();
            return; # fin
        if (ky<3):
            gap_down();
            ky+=1;
        else:
            #have to move up
            movegap(ix+4*(iy-1))
            movegap(ix-1+4*(iy-1))
            movegap(ix-1+4*iy)
            gap_right();
            return; #fin
    # gap below s
    movegap(ix+4*(iy+1));
    gap_left();gap_up();gap_right();


def move1right(s):
    global bboard
    i=bboard.index(s);
    iy,ix=divmod(i,4);
    k=bboard.index(0);
    ky,kx=divmod(k,4);  
    if (ky<iy):
        if (kx==ix):
            movegap(kx+1+4*ky)
            movegap(kx+1+4*iy)
            movegap(ix+4*iy);
            return; #fin
        movegap(kx+4*iy)
        if (kx>ix):
            movegap(ix+4*iy);
            return; #fin
        movegap(kx+4*(iy+1))
        movegap(ix+1+4*(iy+1))
        movegap(ix+1+4*iy);
        movegap(ix+4*iy);
        return; #fin
    if (ky==iy):
        if (kx<ix):
            if (ky>2):
                # bottom row, left of s, have to move 1 up
                gap_up()
                # move 1 right 1 up of s
                movegap(ix+1+4*(ky-1));
                gap_down()
                gap_left()
                return; # fin
            # first 1 down
            movegap(kx+4*(ky+1))
            # to the right of s
            movegap(ix+1+4*(ky+1))
            gap_up()
            gap_left()
            return; # fin
        # already 1 right of s
        movegap(ix+4*iy);
        return; #fin
    # move gap 1 right and 1 down of s
    movegap(kx+4*(iy+1))
    movegap(ix+1+4*(iy+1))
    gap_up();
    gap_left();

def move1down(s):
    global bboard
    i=bboard.index(s);
    iy,ix=divmod(i,4);
    k=bboard.index(0);
    ky,kx=divmod(k,4);  
    if (ky<iy):
        # gap is over s, move it below
        if (kx==ix):
            if (ix>2):
                # right border, have to move 1 to the left
                movegap(kx+4*(iy-1))
                movegap(kx-1+4*(iy-1))
                movegap(kx-1+4*(iy+1))
                gap_up();
                return; #fin
            # move right of s
            movegap(kx+4*(iy-1))
            movegap(kx+1+4*(iy-1))
            movegap(kx+1+4*(iy+1))
            movegap(kx+4*(iy+1))
            gap_up(); #fin
        movegap(kx+4*(iy+1))
        movegap(ix+4*(iy+1))
        gap_up(); #fin
    if (ky==iy):
        gap_down();
        ky+=1;
    # gap is below s, move 1 under s
    movegap(ix+4*(iy+1))
    gap_up();
    #fin
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