Para obtener más información, mire este video y vaya a A276523 para ver una secuencia relacionada.

El Rompecabezas Mondrian (para un número entero n) es el siguiente:

Encaje rectángulos no congruentes en una n*ncuadrícula cuadrada. ¿Cuál es la diferencia más pequeña posible entre el rectángulo más grande y el más pequeño?

Para 6, la diferencia óptima para M(6)es 5, y puede demostrarse así:

 ___________
| |S|_______|
| | |   L   |
| |_|_______|
| |     |   |
| |_____|___|
|_|_________| (fig. I)

El rectángulo más grande (L) tiene un área de 2 * 4 = 8, y el rectángulo más pequeño (S) tiene un área de 1 * 3 = 3. Por lo tanto, la diferencia es 8 - 3 = 5.

Tenga en cuenta que actualmente no n > 44se han encontrado soluciones óptimas para .

Su tarea es crear un programa que genere una cuadrícula Mondrian que contenga una solución (no óptima), dado un número entero n.

Serás evaluado en los números del 100 al 150. Tu puntaje para cada prueba será la diferencia entre el rectángulo más grande y el más pequeño. Su puntaje total es la suma de sus puntajes para todas las pruebas de 100 a 150.

Debe presentar su salida así:

{number}
{grid}

¿Dónde numberestá el puntaje (la diferencia entre el más grande y el más pequeño) y grides:

• Una cuerda de múltiples líneas, o
• Una lista bidimensional.

La cuadrícula DEBE mostrar claramente dónde comienza y termina un rectángulo.

Reglas:

• Su programa debe ajustarse a su respuesta.
• Su programa debe generar un valor para cualquier número entre 100 y 150 dentro de 1 hora en una computadora portátil moderna.
• Su programa debe generar la misma solución para un número entero ncada vez que se ejecuta el programa.
• Debe proporcionar un enlace a las salidas de las 51 soluciones (usando Pastebin, Github Gist ... cualquier cosa, realmente).
• Debe tener al menos dos rectángulos en la cuadrícula cuadrada para su solución.

Piet, 9625

(¡Finalmente funciona!)

La gente lo exigió, así que aquí está. Esta es una solución extremadamente ingenua (esencialmente lo mismo que los límites superiores sueltos en la página OEIS): divide cada cuadrado en solo dos rectángulos.

Esta esencia contiene los detalles en dos archivos:

• La salida del programa (usando npiet v1.3) para todas las entradas requeridas. Tenga en cuenta que solo capturé stdout, por lo que ?es el indicador de entrada, seguido inmediatamente por la puntuación de salida, luego la cuadrícula.
• La fuente de "seudoensamblaje" que usé para planificar el programa.

Explicación

Este programa toma un solo número Ncomo entrada. Si el número es impar, la puntuación es el número; si incluso, el puntaje es el doble del número.

Después de generar el puntaje, el resto del lado izquierdo del programa se gasta en llenar la pila con cinco lotes de la siguiente información:

• El ancho de la cuadrícula (que es N)
• Un número de líneas para imprimir
• Un carácter para imprimir en la cuadrícula ( _espacio o espacio)
• Un carácter para imprimir en cada borde de la cuadrícula (espacio o |)

El lado derecho del programa toma cada conjunto de cuatro valores e imprime esa parte de la cuadrícula.

C 6108

Esto utiliza una versión recursiva (realmente iterativa) de la solución mínima. En lugar de dividir el cuadrado en dos rectángulos donde uno es un poco más grande que la mitad del área, lo divide en N rectángulos. Entonces, el primer rectángulo es un poco más grande que 1/Nel área total. Luego, tomando el resto, el programa divide un rectángulo un poco más grande que 1/(N-1)el resto y así sucesivamente hasta que solo toma el resto como el último rectángulo. Los rectángulos se cortan del resto en una espiral en el sentido de las agujas del reloj, así que primero en la parte superior, luego a la derecha, etc.

Dado que este es un método muy directo en lugar de una búsqueda en un espacio amplio, se ejecuta rápidamente: toma alrededor de 25 segundos (en una Raspberry Pi) para buscar 74 soluciones cada una para el conjunto de problemas dado.

Mi intención es utilizar estos resultados para informar mejor un algoritmo de búsqueda para un enfoque más sofisticado.

La salida proporciona la puntuación y un dibujo (ascii) y coordenadas para los vértices de los rectángulos. Los vértices están en el sentido de las agujas del reloj, comenzando desde la esquina superior izquierda del rectángulo en cuestión.

Desarrollado con gcc 4.9.2-10.

Resultados en https://github.com/JaySpencerAnderson/mondrian

Código:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
typedef struct {
    int y, x, height, width;
} rectangle;
#define min(x,y) (((x)<(y))?(x):(y))
#define max(x,y) (((x)>(y))?(x):(y))
#ifndef TRUE
#define TRUE -1
#endif
#ifndef FALSE
#define FALSE 0
#endif
#define MAXCOUNT 75

void initstack(rectangle *s, int n){
    int i;
    for(i=0;i<n;i++){
        s[i].y=s[i].x=s[i].height=s[i].width=0;
    }
}
int valid(rectangle *s,int n){
    int i,j;
    for(i=0;i<n-1;i++){
        for(j=i+1;j<n;j++){
            if(min(s[i].height,s[i].width) == min(s[j].height,s[j].width) && max(s[i].height,s[i].width) == max(s[j].height,s[j].width)){

                initstack(s, n);
                return FALSE;
            }
        }
    }
    return TRUE;
}
int horizontal(rectangle s, int y, int x){
    if(s.y == y && x >= s.x && x < s.x+s.width){
        return TRUE;
    }
    else if(s.y+s.height == y && x >= s.x && x < s.x+s.width){
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}
int vertical(rectangle s, int y, int x){
    if(s.x == x && y > s.y && y <= s.y+s.height){
        return TRUE;
    }
    else if(s.x+s.width == x && y > s.y && y <= s.y+s.height){
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}
void graph(rectangle *s, int n, int side){
    unsigned int row,col,i;
    unsigned int line;
    printf("{\n");
/* vertical lines take precedence since "1" cell is 1 char high and 2 char wide */
    for(row=0;row<=side;row++){
        for(col=0;col<=side;col++){
            line=0;
/* Possible values are "  " (0), "__" (1), "| " (2) or "|_" (3). */
            for(i=0;i<n;i++){
                if(horizontal(s[i],row,col)){
                    line|=1;
                }
                if(vertical(s[i],row,col)){
                    line|=2;
                }
            }

            switch(line){
            case 0: printf("  ");   break;
            case 1: printf("__");   break;
            case 2: printf("| ");   break;
            case 3: printf("|_");   break;
            default: printf("##");  break;
            }
        }
        printf("\n");
    }
    printf("}\n");
}
unsigned int score(rectangle *s, int n){
    int i;
    unsigned int smallest,biggest;

    smallest=biggest=s[0].width*s[0].height;

    for(i=0;i<n;i++){
        smallest=min(smallest,s[i].width*s[i].height);
        biggest=max(biggest,s[i].width*s[i].height);
    }
    return biggest-smallest;
}
void report(rectangle *s, int n, int side){
    int i;

    printf("{%d}\n",score(s,n));
    graph(s, n, side);
    printf("{\n");
    for(i=0;i<n;i++){
        printf("[%d,%d] ",s[i].x,s[i].y);
        printf("[%d,%d] ",s[i].x+s[i].width,s[i].y);
        printf("[%d,%d] ",s[i].x+s[i].width,s[i].y+s[i].height);
        printf("[%d,%d]\n",s[i].x,s[i].y+s[i].height);
    }
    printf("\n}\n");
}
void locateandrotate(rectangle *stack, int n){
    unsigned int scratch,i;
    for(i=1;i<n;i++){
        /* Odd rectangles are on their side */
        if(i&1){
            scratch=stack[i].width;
            stack[i].width=stack[i].height;
            stack[i].height=scratch;
        }
        switch(i%4){
        case 0:
            stack[i].x=stack[i-1].x+stack[i-1].width;
            stack[i].y=stack[i-1].y;
            break;
        case 1:
            stack[i].x=stack[i-1].x+stack[i-1].width-stack[i].width;
            stack[i].y=stack[i-1].y+stack[i-1].height;
            break;
        case 2:
            stack[i].x=stack[i-1].x-stack[i].width;
            stack[i].y=stack[i-1].y+stack[i-1].height-stack[i].height;
            break;
        case 3:
            stack[i].x=stack[i-1].x;
            stack[i].y=stack[i-1].y-stack[i].height;
            break;
        default:
            printf("Woops!\n");
        }
    }
}
/* These are the height and width of the remaining area to be filled. */
void door(rectangle *stack, unsigned int height, unsigned int width, unsigned int n, unsigned int totaln){
    unsigned int thisheight, thiswidth;
    int i;

    for(i=0;i<totaln;i++){
/* Not yet used */
        if(stack[i].width == 0){
            stack[i].width=width;
            if(i+1 == totaln){
                stack[i].height=height;
            }
            else {
/* Sometimes yields congruent rectangles, as with 16x16, 8 rectangles */
                if(totaln&1 || height%n){
                    int j;
                    stack[i].height=height-(((n-1)*height)/n);
                }
                else {
                    stack[i].height=height-((((n-1)*height)-1)/n);
                }
                /* Exchange height and width to rotate */
                door(stack,width,height-stack[i].height,n-1,totaln);
            }
            return;
        }
    }
}
void usage(char *argv[],int side){
    printf("Usage: %s -s <side-length>\n",argv[0]);
    printf("Purpose: Calculate N non-congruent rectangles arranged to exactly fill a square with the specified side length.\n");
    printf("Defaults: %s -s %d\n",argv[0],side);
    exit(0);

}
int main(int argc, char *argv[]){
    int side=16;
    int n,bestscore,bestn=2;
    int status;

    while((status=getopt(argc,argv,"s:h")) >= 0){
        switch(status){
        case 's':
            sscanf(optarg,"%d",&side);
            break;
        case 'h':
        default:
            usage(argv,side);
        }
    }

    bestscore=side+side;

    rectangle stack[MAXCOUNT],best[MAXCOUNT];
    for(n=2;n<=MAXCOUNT;n++){
        initstack(stack,MAXCOUNT);
        door(stack, side, side, n, n);
        locateandrotate(stack, n);
        if(valid(stack,n)){
            if(score(stack,n) < bestscore){
                bestn=n;
                initstack(best,MAXCOUNT);
                door(best, side, side, n, n);
                locateandrotate(best, n);

                bestscore=score(best,n);
            }
        }
    }
    report(best,bestn,side);
}

C - 2982

Este programa implementa una búsqueda a través de un amplio conjunto de resultados. La parte importante de hacer que esta búsqueda sea práctica fue fallar temprano y / o no seguir malos caminos.

Esto genera un conjunto de rectángulos a considerar para la solución. El conjunto de rectángulos generados evita aquellos con dimensiones que no serían útiles. Por ejemplo, si el programa está tratando de encontrar la solución para un cuadrado de 128x128, dividido en 8 rectángulos, generará un rectángulo de 128x16. No generará que uno sea 120x17 porque no hay posibilidad de un rectángulo generador que tenga 8 de ancho para llenar el espacio al final de 120.

La estrategia inicial para colocar rectángulos es colocarlos en el interior del perímetro del cuadrado (función de construcción). De esa manera, el algoritmo obtiene una respuesta bastante rápida en cada esquina sobre si hay un problema con la secuencia elegida. Al colocar rectángulos, la lógica sigue observando si se desarrollan espacios de espacio demasiado estrechos para cualquier rectángulo. Una vez que el perímetro se ha poblado con éxito, la estrategia cambia para tratar de hacer coincidir el espacio restante con los rectángulos restantes (función de coincidencia).

Otra cosa que podría ser interesante es que esto implementa transacciones con reversión para las pilas de rectángulos.

Este programa no intenta encontrar el mejor ajuste posible. Se le asigna un presupuesto (64) y se cierra cuando encuentra la primera solución. Si nunca encuentra una solución, aumentamos el presupuesto (en 16) e intentamos nuevamente. El tiempo requerido (en una computadora portátil Dell con un procesador I7) varió de menos de un minuto a 48 minutos por 150 en un lado (149 en un lado tomó menos de 2 minutos). Las 51 soluciones usaron 11 rectángulos. Los puntajes de las 51 soluciones variaron de 41 a 78. Las razones por las que utilicé 11 rectángulos fueron que el puntaje era más bajo que con menos rectángulos y parecía que 12 rectángulos tomarían mucho más de la hora asignada.

Las soluciones y el código se pueden encontrar en https://github.com/JaySpencerAnderson/mondrian . Son los dos archivos my4 *.

Por cierto, si compila esto en "my4" y lo ejecuta de la siguiente manera: "./my4 -h", le dará uso. Si quiere verlo en acción trabajando lejos, intente algo como "./my4 -l 50 -n 8". Si cambia el "#if 0" a "#if 1", mostrará el espacio restante en la pantalla. Si desea cambiar esto para representar los rectángulos, busque el lugar donde el código ejecuta "gráfico (espacio, lado)" y cámbielo a "gráfico (pila de llamadas, lado)". También te sugiero que cambies el presupuesto inicial de 64 a 32 si quieres jugar con soluciones para cuadrados de aproximadamente 50 de ancho. La solución para cuadrados más pequeños tendrá una mejor puntuación con un presupuesto más pequeño.

El siguiente programa es funcional. Verifique github para obtener el código completo (con uso, comentarios, etc.).

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
typedef struct {
    int y, x, height, width, created, deleted;
} rectangle;
#define NOTYET -1
#define TOPEDGE 1
#define RIGHTEDGE 2
#define BOTTOMEDGE 4
#define LEFTEDGE 8
#define CENTER 16
#define nextEdge(e) (e<<=1)
#define min(x,y) (((x)<(y))?(x):(y))
#define max(x,y) (((x)>(y))?(x):(y))
#ifndef TRUE
#define TRUE 1
#endif
#ifndef FALSE
#define FALSE 0
#endif
#define MAXFACTORS 1000
#define EOL printf("\n")
#define isCurrent(r) (r.created != NOTYET && r.deleted == NOTYET)
#define deleteTxn(r,t) (r.deleted=t)
int area(rectangle r){
    return r.width*r.height;
}
void pop(rectangle *s){
    unsigned int k=0;
    while(s[k].width){
        k++;
    }
    s[k-1].width=s[k-1].height=0;
}
void rpush(rectangle *s, rectangle x){
    unsigned int k=0;
    while(s[k].width){
        k++;
    }
    x.deleted=NOTYET;
    s[k++]=x;
    s[k].width=s[k].height=0;

    return;
}
void dumprectangle(rectangle r){
    printf("%dX%d@[%d,%d] (%d,%d)\t",r.width, r.height, r.x, r.y, r.created, r.deleted);
}
void dumpstack(rectangle *s){
    unsigned int k=0;
    while(s[k].width){
        dumprectangle(s[k]);
        k++;
    }
}
rectangle initrectangle(int width, int height){
    rectangle r;
    r.x=r.y=0;
    r.width=width;
    r.height=height;
    r.created=0;
    r.deleted=NOTYET;
    return r;
}
void initstack(rectangle *s, int n){
    int i;
    for(i=0;i<n;i++){
        s[i].y=s[i].x=s[i].height=s[i].width=0;
    }
}
int bitcount(int x){
    int count=0;
    while(x){
        if(x&1){
            count++;
        }
        x>>=1;
    }
    return count;
}
int congruent(rectangle a, rectangle b){
    return min(a.height,a.width) == min(b.height,b.width) && max(a.height,a.width) == max(b.height,b.width);
}
void report(rectangle *s, int side){
    int i;
    unsigned int smallest,biggest,area=0;

    smallest=side*side;
    biggest=0;

    for(i=0;s[i].width;i++){
        if(isCurrent(s[i])){
            smallest=min(smallest,s[i].width*s[i].height);
            biggest=max(biggest,s[i].width*s[i].height);
        }
    }
    printf("{%d}\n",biggest-smallest);
    printf("{\nDimensions\tLocation\n");
    for(i=0;s[i].width;i++){
        printf("%dx%d\t\t[%d,%d]\n",
            s[i].width,         s[i].height,
            s[i].x,             s[i].y);
    }
    printf("}\n");
}
unsigned int sumstack(rectangle *s){
    unsigned int sum=0;
    int i;
    for(i=0;s[i].width;i++){
        if(isCurrent(s[i])){
            sum+=s[i].width*s[i].height;
            s++;
        }
    }
    return sum;
}
unsigned int minstack(rectangle *s){
    unsigned int area=400000;
    int i;

    for(i=0;s[i].width;i++){
        if(isCurrent(s[i])){
            area=min(area,s[i].width*s[i].height);
        }
    }
    return area;
}
void rollback(rectangle *r, int txn){
    int i;

    if(txn != NOTYET){
        for(i=0;r[i].width;i++){
            if(r[i].created == txn){
                r[i].created=r[i].deleted=NOTYET;
                r[i].x=r[i].width=r[i].y=r[i].height=0;
            }
            else if(r[i].deleted == txn){
                r[i].deleted=NOTYET;
            }
        }
    }
}
int overlap(rectangle a, rectangle b){
    if((a.x < b.x+b.width && a.x+a.width > b.x) && (b.y < a.y+a.height && b.y+b.height > a.y)){
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}
int stackoverlap(rectangle *callstack, rectangle next){
    int i,j;
    for(i=0;callstack[i].width;i++){
        if(overlap(callstack[i], next)){
            return TRUE;
        }
    }
    return FALSE;
}
rectangle rotate(rectangle a){
    int x=a.width;
    a.width=a.height;
    a.height=x;
    return a;
}
int buildedge(rectangle *stack, rectangle *callstack,int side, rectangle *space){
    int i,j,edge,goal,nextgoal,x,y,d,mindim,minarea,result=FALSE,spacetxn,stacktxn;
    mindim=side;
    minarea=side*side;
    for(i=0;stack[i].width;i++){
        mindim=min(mindim,min(stack[i].width,stack[i].height));
        minarea=min(minarea,area(stack[i]));
    }
    x=y=0;
    edge=TOPEDGE;
    i=0;
    while(edge == TOPEDGE && callstack[i].width != 0){
        if(callstack[i].x == x && callstack[i].y == y){
            x+=callstack[i].width;
            if(x == side){
                nextEdge(edge);
                y=0;
            }
            i=0;
        }
        else {
            i++;
        }
    }
    while(edge == RIGHTEDGE && callstack[i].width != 0){
        if(callstack[i].x+callstack[i].width == x && callstack[i].y == y){
            y+=callstack[i].height;
            if(y == side){
                nextEdge(edge);
                x=side;
            }
            i=0;
        }
        else {
            i++;
        }
    }
    while(edge == BOTTOMEDGE && callstack[i].width != 0){
        if(callstack[i].x+callstack[i].width == x && callstack[i].y+callstack[i].height == y){
            x-=callstack[i].width;
            if(x == 0){
                nextEdge(edge);
                y=side;
            }
            i=0;
        }
        else {
            i++;
        }
    }
    while(edge == LEFTEDGE && callstack[i].width != 0){
        if(callstack[i].x == x && callstack[i].y+callstack[i].height == y){
            y-=callstack[i].height;
            if(y == 0){
                nextEdge(edge);
            }
            i=0;
        }
        else {
            i++;
        }
    }
    if(edge == CENTER){
        /* rectangles are placed all along the perimeter of the square.
         * Now match will use a different strategy to match the remaining space
         * with what remains in stack */
        if(match(stack,callstack,space)){
            report(callstack,side);
            return TRUE;
        }
        return FALSE;
    }
    switch(edge){
    case TOPEDGE:
        goal=side-x;
        break;
    case RIGHTEDGE:
        goal=side-y;
        break;
    case BOTTOMEDGE:
        goal=x;
        break;
    case LEFTEDGE:
        /* Still a good assumption that callstack[0] is at 0,0 */
        goal=y-callstack[0].height;
        break;
    default:
        fprintf(stderr,"Error: buildedge has unexpected edge (b): %d\n",edge);
        exit(0);
    }
    nextgoal=goal-mindim;
    for(i=0;stack[i].width;i++){
        if(isCurrent(stack[i])){
            for(d=0;d<2;d++){
                switch(edge){
                case TOPEDGE:
                    if(stack[i].width == goal || stack[i].width <= nextgoal){
                        stack[i].x=x;
                        stack[i].y=y;
                        if(!stackoverlap(callstack, stack[i])){
                            spacetxn=nexttransaction(space);
                            stacktxn=nexttransaction(stack);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            removerectangle(space, stack[i], spacetxn);
                            if(narrow(space) >= mindim && smallest(space) >= minarea){
                                rpush(callstack, stack[i]);
                                if(buildedge(stack, callstack, side, space)){
                                    return TRUE;
                                }
                                pop(callstack);
                            }
                            rollback(space, spacetxn);
                            rollback(stack, stacktxn);
                            stack[i].x=stack[i].y=0;
                        }
                    }
                    break;
                case RIGHTEDGE:
                    if(stack[i].height == goal || stack[i].height <= nextgoal){
                        stack[i].x=x-stack[i].width;
                        stack[i].y=y;
                        if(!stackoverlap(callstack, stack[i])){
                            spacetxn=nexttransaction(space);
                            stacktxn=nexttransaction(stack);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            removerectangle(space, stack[i], spacetxn);
                            if(narrow(space) >= mindim && smallest(space) >= minarea){
                                rpush(callstack, stack[i]);
                                if(buildedge(stack, callstack, side, space)){
                                    return TRUE;
                                }
                                pop(callstack);
                            }
                            rollback(space, spacetxn);
                            rollback(stack, stacktxn);
                            stack[i].x=stack[i].y=0;
                        }
                    }
                    break;
                case BOTTOMEDGE:
                    if(stack[i].width == goal || stack[i].width <= nextgoal){
                        stack[i].x=x-stack[i].width;
                        stack[i].y=y-stack[i].height;
                        if(!stackoverlap(callstack, stack[i])){
                            spacetxn=nexttransaction(space);
                            stacktxn=nexttransaction(stack);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            removerectangle(space, stack[i], spacetxn);
                            if(narrow(space) >= mindim && smallest(space) >= minarea){
                                rpush(callstack, stack[i]);
                                if(buildedge(stack, callstack, side, space)){
                                    return TRUE;
                                }
                                pop(callstack);
                            }
                            rollback(space, spacetxn);
                            rollback(stack, stacktxn);
                            stack[i].x=stack[i].y=0;
                        }
                    }
                    break;
                case LEFTEDGE:
                    if(stack[i].height == goal || stack[i].height <= nextgoal){
                        stack[i].x=x;
                        stack[i].y=y-stack[i].height;
                        if(!stackoverlap(callstack, stack[i])){
                            spacetxn=nexttransaction(space);
                            stacktxn=nexttransaction(stack);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            removerectangle(space, stack[i], spacetxn);
                            if(narrow(space) >= mindim && smallest(space) >= minarea){
                                rpush(callstack, stack[i]);
                                if(buildedge(stack, callstack, side, space)){
                                    return TRUE;
                                }
                                pop(callstack);
                            }
                            rollback(space, spacetxn);
                            rollback(stack, stacktxn);
                            stack[i].x=stack[i].y=0;
                        }
                    }
                    break;
                default:
                    fprintf(stderr,"Error: buildedge has unexpected edge (c): %d\n",edge);
                    exit(0);
                }
                if(callstack[0].width != 0 && stack[i].width != stack[i].height){
                    stack[i]=rotate(stack[i]);
                }
                else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return FALSE;
}
int populatestack(rectangle *stack, int score, int side, int rectangles){
    int offset,negative,area,mindim;
    rectangle local;

    int avg_area=(side*side)/rectangles;

    if(avg_area < 4){
        /* It's getting too small - really */
        return FALSE;
    }
    local.x=0;
    local.y=0;
    local.created=0;
    local.deleted=NOTYET;

    initstack(stack,MAXFACTORS);
    for(offset=1;offset<=score;offset++){
        negative=offset&1;
        area=avg_area + (negative?(0-(offset>>1)):(offset>>1));
        mindim=area/side;

        if(side*(area/side) == area){
            local.width=side;
            local.height=area/side;
            rpush(stack,local);
        }

        if(area > 0){
            for(local.width=side-mindim;local.width>=area/local.width;local.width--){
                if(local.width*(area/local.width) == area){
                    local.height=area/local.width;
                    rpush(stack,local);
                }
            }
        }
    }
    return TRUE;
}
int solve(int side,int rectangles,int score){
    rectangle stack[MAXFACTORS],callstack[MAXFACTORS];
    rectangle space[MAXFACTORS];
    rectangle universe;

    if(!populatestack(stack, score, side, rectangles)){
        return FALSE;
    }
    if(sumstack(stack) >= side*side){
        initstack(callstack,MAXFACTORS);
        initstack(space,MAXFACTORS);

        /* Initialize space (not occupied by a rectangle) to be side by side
         * where side is the height/width of the square into which the rectangles fit. */
        universe.width=universe.height=side;
        universe.x=universe.y=0;
        universe.created=0;
        universe.deleted=NOTYET;
        rpush(space, universe);

        if(buildedge(stack,callstack,side,space)){
            return TRUE;
        }
    }
    return FALSE;
}
int containsPoint(rectangle a, int x, int y){
    return a.x <= x && a.y <= y && a.x+a.width > x && a.y+a.height > y;
}
int containsRectangle(rectangle a, rectangle b){
    return containsPoint(a, b.x, b.y) && containsPoint(a, b.x+b.width-1, b.y) && containsPoint(a, b.x, b.y+b.height-1) && containsPoint(a, b.x+b.width-1, b.y+b.height-1);
}
int areEqual(rectangle a, rectangle b){
    return a.x == b.x && a.y == b.y && a.width == b.width && a.height == b.height;
}
int nexttransaction(rectangle *r){
    int i,n=NOTYET;

    for(i=0;r[i].width;i++){
        n=max(n,max(r[i].created,r[i].deleted));
    }
    return n+1;
}
void splitrectanglevertically(rectangle *space, int i, int x, int txn){
    rectangle left, right;
    left=right=space[i];
    right.x=x;
    left.width=right.x-left.x;
    right.width-=left.width;
    left.created=right.created=space[i].deleted=txn;
    rpush(space,left);
    rpush(space,right);
}
void splitrectanglehorizontally(rectangle *space, int i, int y, int txn){
    rectangle top, bottom;
    top=bottom=space[i];
    bottom.y=y;
    top.height=bottom.y-top.y;
    bottom.height-=top.height;
    top.created=bottom.created=space[i].deleted=txn;
    rpush(space,top);
    rpush(space,bottom);
}
int smallest(rectangle *space){
    int i,j,smallest;
    rectangle current;
    smallest=0;
    for(i=0;space[i].width;i++){
        if(isCurrent(space[i])){
            current=space[i];
            for(j=0;space[j].width;j++){
                if(isCurrent(space[j]) && i != j){
                    if(current.x+current.width == space[j].x
                    && space[j].y <= current.y && space[j].y+space[j].height >= current.y+current.height){
                        current.width+=space[j].width;
                    }
                    else if(space[j].x+space[j].width == current.x
                    && space[j].y <= current.y && space[j].y+space[j].height >= current.y+current.height){
                        current.x=space[j].x;
                        current.width+=space[j].width;
                    }
                    else if(current.y+current.height == space[j].y
                    && space[j].x <= current.x && space[j].x+space[j].width >= current.x+current.width){
                        current.height+=space[j].height;
                    }
                    else if(space[j].y+space[j].height == current.y
                    && space[j].x <= current.x && space[j].x+space[j].width >= current.x+current.width){
                        current.y=space[j].y;
                        current.height+=space[j].height;
                    }
                }
            }
            if(smallest == 0){
                smallest=current.width * current.height;
            }
            else if(smallest > current.width * current.height){
                smallest=current.width * current.height;
            }
        }
    }
    return smallest;
}
int narrow(rectangle *space){
    int i,j;
    rectangle smallest,current;

    smallest.width=0;
    for(i=0;space[i].width;i++){
        current=space[i];
        if(isCurrent(current)){
            for(j=0;space[j].width;j++){
                if(isCurrent(space[j]) && i != j){
                    if(current.width <= current.height
                    && current.x+current.width == space[j].x
                    && space[j].y <= current.y && space[j].y+space[j].height >= current.y+current.height){
                        current.width+=space[j].width;
                    }
                    else if(current.width <= current.height
                    && space[j].x+space[j].width == current.x
                    && space[j].y <= current.y && space[j].y+space[j].height >= current.y+current.height){
                        current.x=space[j].x;
                        current.width+=space[j].width;
                    }

                    if(current.width >= current.height
                    && current.y+current.height == space[j].y
                    && space[j].x <= current.x && space[j].x+space[j].width >= current.x+current.width){
                        current.height+=space[j].height;
                    }
                    else if(current.width >= current.height
                    && space[j].y+space[j].height == current.y
                    && space[j].x <= current.x && space[j].x+space[j].width >= current.x+current.width){
                        current.y=space[j].y;
                        current.height+=space[j].height;
                    }
                }
            }
            if(smallest.width == 0){
                smallest=current;
            }
            else if(min(smallest.width,smallest.height) > min(current.width,current.height)){
                smallest=current;
            }
        }
    }
    return min(smallest.width,smallest.height);
}
int notEmpty(rectangle *space){
    int i,count;

    for(i=0,count=0;space[i].width;i++){
        if(isCurrent(space[i])){
            count++;
        }
    }
    return count;
}
int isAdjacent(rectangle r, rectangle s){
    if(r.y == s.y+s.height && r.x < s.x+s.width && s.x < r.x+r.width){
        return TOPEDGE;
    }
    if(s.x == r.x+r.width && r.y < s.y+s.height && s.y < r.y+r.height){
        return RIGHTEDGE;
    }
    if(s.y == r.y+r.height && r.x < s.x+s.width && s.x < r.x+r.width){
        return BOTTOMEDGE;
    }
    if(r.x == s.x+s.width && r.y < s.y+s.height && s.y < r.y+r.height){
        return LEFTEDGE;
    }
    return NOTYET;
}

int adjacentrectangle(rectangle *space, int k, int k0){
    int i,edge;
    for(i=k0+1;space[i].width;i++){
        if(i != k && isCurrent(space[i])){
            if(isAdjacent(space[k],space[i]) != NOTYET){
                return i;
            }
        }
    }
    return NOTYET;
}
int expanse(rectangle *space, int j, int d){ /* Returns how far space[j] can expand in the d direction */
    int extent,k,giveUp,distance;
    rectangle result=space[j];

    extent=0;
    giveUp=FALSE;
    distance=0;
    if(d == TOPEDGE || d == BOTTOMEDGE){
        while(extent < space[j].width && !giveUp){
            giveUp=TRUE;
            for(k=0;space[k].width;k++){
                if(k != j && isCurrent(space[k]) && isAdjacent(space[j],space[k]) == d){
                    if(space[j].x+extent == space[k].x){
                        extent+=space[k].width;
                        if(distance == 0){
                            distance=expanse(space,k,d);
                        }
                        else {
                            distance=min(distance,expanse(space,k,d));
                        }
                        giveUp=FALSE;
                    }
                    else if(space[j].x+extent > space[k].x && space[j].x+extent < space[k].x+space[k].width){
                        extent=space[k].x+space[k].width-space[j].x;
                        if(distance == 0){
                            distance=expanse(space,k,d);
                        }
                        else {
                            distance=min(distance,expanse(space,k,d));
                        }
                        giveUp=FALSE;
                    }
                }
            }
        }
        if(extent < space[j].width){
            return 0;
        }
        return space[j].height+distance;
    }
    else if(d == LEFTEDGE || d == RIGHTEDGE){
        while(extent < space[j].height && !giveUp){
            giveUp=TRUE;
            for(k=0;space[k].width;k++){
                if(k != j && isCurrent(space[k]) && isAdjacent(space[j],space[k]) == d){
                    if(space[j].y+extent == space[k].y){
                        extent+=space[k].height;
                        if(distance == 0){
                            distance=expanse(space,k,d);
                        }
                        else {
                            distance=min(distance,expanse(space,k,d));
                        }
                        giveUp=FALSE;
                    }
                    else if(space[j].y+extent > space[k].y && space[j].y+extent < space[k].y+space[k].height){
                        extent=space[k].y+space[k].height-space[j].y;
                        if(distance == 0){
                            distance=expanse(space,k,d);
                        }
                        else {
                            distance=min(distance,expanse(space,k,d));
                        }
                        giveUp=FALSE;
                    }
                }
            }
        }
        if(extent < space[j].height){
            return 0;
        }
        return space[j].width+distance;
    }
    return 0;
}
int match(rectangle *stack, rectangle *callstack, rectangle *space){
    int i,j,k,d,goal,mn;
    int height;
    int spacetxn, stacktxn, calltxn;
    int map;
    rectangle r;

    for(i=0,goal=0;space[i].width;i++){
        if(isCurrent(space[i])){
            goal+=space[i].width*space[i].height;
        }
    }
    if(goal == 0){
        return TRUE;
    }
    mn=minstack(stack);
    if(goal < mn){
        /* The goal (space available) is smaller than any rectangle left in the stack */
        return FALSE;
    }
    spacetxn=nexttransaction(space);
    stacktxn=nexttransaction(stack);
    calltxn=nexttransaction(callstack);
    for(j=0;space[j].width;j++){
        for(i=0;stack[i].width;i++){
            if(isCurrent(stack[i]) && isCurrent(space[j])){
                if(congruent(space[j], stack[i]) && adjacentrectangle(space,j,NOTYET) == NOTYET){
                    r=space[j];
                    r.created=calltxn;
                    rpush(callstack, r);
                    deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                    deleteTxn(space[j],spacetxn);
                }
            }
        }
    }
    if(!notEmpty(space)){
        return TRUE;
    }
    rectangle e;
    for(j=0;space[j].width;j++){
        if(isCurrent(space[j])){
            e=space[j];
            for(k=0,map=0;space[k].width;k++){
                if(k != j && isCurrent(space[k])){
                    d=isAdjacent(space[j], space[k]);
                    if(d != NOTYET){
                        map|=d;
                    }
                }
            }
            if(bitcount(map) == 1){ /* space[j] has adjacent space on only one side */
                if(map == TOPEDGE || map == BOTTOMEDGE){
                    e.height=expanse(space,j,map);
                }
                else if(map == LEFTEDGE || map == RIGHTEDGE){
                    e.width=expanse(space,j,map);
                }
                for(i=0;stack[i].width;i++){
                    if(isCurrent(stack[i])){
                        if(congruent(e, stack[i])){
                            e.created=calltxn;
                            rpush(callstack, e);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            if(!removerectangle(space, e, spacetxn)){
                                printf("Logic error in match/expanse.  Terminating\n");
                                exit(0);
                            }
                            if(match(stack,callstack,space)){
                                return TRUE;
                            }
                            else {
                                rollback(stack,stacktxn);
                                rollback(callstack,calltxn);
                                rollback(space,spacetxn);
                                return FALSE;
                            }
                        }
                        else if(congruent(space[j], stack[i])){
                            r=space[j];
                            r.created=calltxn;
                            rpush(callstack, r);
                            deleteTxn(stack[i],stacktxn);
                            if(!removerectangle(space, r, spacetxn)){
                                printf("Logic error in match/expanse.  Terminating\n");
                                exit(0);
                            }
                            if(match(stack,callstack,space)){
                                return TRUE;
                            }
                            else {
                                rollback(stack,stacktxn);
                                rollback(callstack,calltxn);
                                rollback(space,spacetxn);
                                return FALSE;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    if(notEmpty(space)){
        rollback(stack,stacktxn);
        rollback(callstack,calltxn);
        rollback(space,spacetxn);
        return FALSE;
    }
    return TRUE;
}
int removerectangle(rectangle *space, rectangle r, int ntxn){
    int i,status=TRUE;
    for(i=0;space[i].width;i++){
        if(space[i].deleted == NOTYET){
            if(areEqual(space[i], r)){
                space[i].deleted=ntxn;
                return TRUE;
            }
            else if(containsRectangle(space[i], r)){
                if(r.x > space[i].x){
                    splitrectanglevertically(space, i, r.x, ntxn);
                }
                else if(r.y > space[i].y){
                    splitrectanglehorizontally(space, i, r.y, ntxn);
                }
                else if(r.x+r.width < space[i].x+space[i].width){
                    splitrectanglevertically(space, i, r.x+r.width, ntxn);
                }
                else if(r.y+r.height < space[i].y+space[i].height){
                    splitrectanglehorizontally(space, i, r.y+r.height, ntxn);
                }
            }
            else if(overlap(space[i], r)){  /* we have to split both */
                rectangle aux;
                if(r.x < space[i].x){
                    aux=r;
                    aux.width=space[i].x-r.x;
                    r.x+=aux.width;
                    r.width-=aux.width;
                    if(!removerectangle(space,aux,ntxn)){
                        return FALSE;
                    }
                }
                if(r.x+r.width > space[i].x+space[i].width){
                    aux=r;
                    aux.x=space[i].x+space[i].width;
                    aux.width=r.x+r.width-aux.x;
                    r.width-=aux.width;
                    if(!removerectangle(space,aux,ntxn)){
                        return FALSE;
                    }
                }
                if(r.y < space[i].y){
                    aux=r;
                    aux.height=space[i].y-aux.y;
                    r.y+=aux.height;
                    r.height-=aux.height;
                    if(!removerectangle(space,aux,ntxn)){
                        return FALSE;
                    }
                }
                if(r.y+r.height > space[i].y+space[i].height){
                    aux=r;
                    aux.y=space[i].y+space[i].height;
                    aux.height=r.y+r.height-aux.y;
                    r.height-=aux.height;
                    if(!removerectangle(space,aux,ntxn)){
                        return FALSE;
                    }
                }
                if(areEqual(space[i], r)){
                    space[i].deleted=ntxn;
                    return TRUE;
                }
                else {
                    if(!removerectangle(space,r,ntxn)){
                        return FALSE;
                    }
                    return TRUE;
                }
            }
        }
    }
    return TRUE;
}
int main(int argc, char *argv[]){
    int side=15;
    int n=5;
    int budget=0;
    int status;
    while((status=getopt(argc,argv,"l:n:")) >= 0){
        switch(status){
        case 'l':
            sscanf(optarg,"%d",&side);
            break;
        case 'n':
            sscanf(optarg,"%d",&n);
            break;
        }
    }
    budget=64;
    while(solve(side,n,budget) == FALSE){
        budget+=16;
    }
}