移动火柴问题的程序解法及生成算法

在电视上看到的游戏，规则是：
移动1根（目前只看到1根的，或许有两根或以上，不过再多就比较难了）火柴，使给出的4位数成为最大（或最小）。
当然火柴不能弄断，也不能消失什么的，这点和偶们小学暑假作业的那种不一样。
因此这种题用偶擅长的穷举法来解是最合适不过的了。
生成的算法……随机产生！不过产生后可以根据输出的match参数判断题目大概的难度，match的越多应该就越难。
程序会用字符拼出火柴的摆放形状以便观察。
程序的使用方式是（假设编译为match.exe）：
  match 
  生成随机数并给出答案
  match 数字
  解得给出的数
程序在linux gcc上编译通过。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// count of digits
#define DIGITS          4
// how many time(s) of movement allowed
#define MAXMOVE         1

#define WIDTH           (DIGITS * 4)
#define HEIGHT          5

const unsigned char LED[10] = ...{ 0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x27, 0x7F, 0x6F };
const unsigned char MASKS[7][3] = ...{
        ...{ 0x00, 0x10, 0x20 },
        ...{ 0x20, 0x21, 0x22 },
        ...{ 0x22, 0x23, 0x24 },
        ...{ 0x04, 0x14, 0x24 },
        ...{ 0x02, 0x03, 0x04 },
        ...{ 0x00, 0x01, 0x02 },
        ...{ 0x02, 0x12, 0x22 }
};

void print_num(int num)
...{
        char buf[WIDTH][HEIGHT];
        int i, j, k, mask, left;
        memset(buf, 0, sizeof buf);
        left = WIDTH - 4;
        for ( i = 0; i < DIGITS; ++i, left -= 4 ) ...{
                mask = LED[num % 10];
                num /= 10;
                for ( j = 0; j < 7; ++j, mask >>= 1 ) ...{
                        if ( mask & 1) ...{
                                for ( k = 0; k < 3; ++k ) buf[(MASKS[j][k] >> 4) + left][MASKS[j][k] & 0xF] = 1;
                        }
                }
        }
        for ( j = 0; j < HEIGHT; ++j ) ...{
                for ( i = 0; i < WIDTH; ++i ) ...{
                        if (buf[i][j]) printf("O"); else printf(" ");
                }
                printf(" ");
        }
}

int is_valid(int led)
...{
        int i;
        for ( i = 0; i < 10; ++i ) if (led == LED[i]) return 1;
        return 0;
}

int led_to_num(unsigned char *leds)
...{
        int num = 0, i, j, mod = 1;
        for ( i = 0; i < DIGITS; ++i ) ...{
                for ( j = 0; j < 10; ++j ) ...{
                        if (leds[i] == LED[j]) ...{
                                num = num + j * mod;
                                break;
                        }
                }
                mod *= 10;
        }
        return num;
}

// do a move, change two digits' led, returns non-zero if it results valid numbers
int move(unsigned char* srcled, unsigned char* destled, int srcindex, int destindex)
...{
        if ( ((*srcled) & (1 << srcindex))
                        && !((*destled) & (1 << destindex)) ) ...{
                // off the src pos
                *srcled &= ~(1 << srcindex);
                // light the dest pos
                *destled |= (1 << destindex);
                return is_valid(*srcled) && is_valid(*destled);
        }
        return 1; // not moved
}

void try_level(int level, unsigned char *leds, int *maxnum, int *minnum, int *match)
...{
        unsigned char tmpleds[DIGITS];
        int srcled, destled, srcindex, destindex;
        int n;
        for ( srcled = 0; srcled < DIGITS; ++srcled ) ...{
                for ( destled = 0; destled < DIGITS; ++destled ) ...{
                        for ( srcindex = 0; srcindex < 7; ++srcindex ) ...{
                                for ( destindex = 0; destindex < 7; ++destindex ) ...{
                                        if (srcled == destled && srcindex == destindex) continue; // the same
                                        memcpy(tmpleds, leds, sizeof tmpleds);
                                        if ( move(&tmpleds[srcled], &tmpleds[destled], srcindex, destindex) ) ...{
                                                if (level == 0) ...{
                                                        n = led_to_num(tmpleds);
                                                        if ( n > *maxnum ) *maxnum = n;
                                                        if ( n < *minnum ) *minnum = n;
                                                        ++(*match);
                                                }
                                        }
                                        if (level > 0) try_level(level - 1, tmpleds, maxnum, minnum, match);
                                }
                        }
                }
        }
}

int main(int argc, char* argv[])
...{
        unsigned char leds[DIGITS];
        unsigned char tmpleds[DIGITS];
        int maxnum = -1, minnum = 0x7FFFFFFF;
        int match = 0;
        int i;
        int num, numtemp, m, mod;

        srand(time(NULL));

    if (argc == 2) sscanf(argv[1], "%d", &numtemp);
    else numtemp = rand();

        // generate leds
        num = 0;
        for (i = 0, m = numtemp, mod = 1; i < DIGITS; ++i) ...{
                leds[i] = LED[m % 10];
                num += (m % 10) * mod;
                m /= 10;
                mod *= 10;
        }

        try_level(MAXMOVE - 1, leds, &maxnum, &minnum, &match);

        printf("number=%d movements=%d matches=%d maxnum=%d,minnum=%d ",
                num, MAXMOVE, match, maxnum, minnum);
        printf("NUMBER: ");
        print_num(num);
        printf("MAX: ");
        print_num(maxnum);
        printf("MIN: ");
        print_num(minnum);

        return 0;
}