#!/usr/bin/env python3
# Nicht als root ausführen.
# Die Ausführung dauert bis zu zwei Minuten, abhängig von der Länge des Alphametiks.
# Die Generierung dauert 5 Minuten oder länger.

# Programm löst das Alphametik "SUCHEN - MACHT = SPASS" und generiert eines mit einem Rechenzeichen

import re, random

Alphametik = "SUCHEN-MACHT=SPASS"

Zahlen = ["EINS", "ZWEI", "DREI", "VIER", "FÜNF", "SECHS", "SIEBEN", "ACHT", "NEUN", "ZEHN"]

# Liste der Buchstaben erstellen aus `wort`
def buchstaben_liste(wort):
    buchstaben = []
    for c in wort:
        if (c not in "+-*/= ") and (c not in buchstaben):
            buchstaben.append(c)

    return buchstaben

# Ersetzt einen Buchstaben aus `b` in einem Wort `wort` nacheinander durch `0-9`
# und ruft sich selbst auf. Ist `b` leer, wird das Alphametik auf Richtigkeit getestet
# und ggf. zu `lösungen` hinzugefügt.
# Zurückgegeben wird eine Liste mit Lösungen, Element der Liste ist der Rechnungsstring und ein dict
def ersetze(b, wort, benutzte_zahlen = [], lösungen = [], alle_buchstaben = None):
    if alle_buchstaben == None:
        alle_buchstaben = b

    if len(b):
        for j in range(10):
            if j in benutzte_zahlen: # jede Zahl nur einmal verwenden
                continue

            m_benutzte_zahlen = benutzte_zahlen[:]
            m_benutzte_zahlen.append(j)

            m_wort = wort.replace(b[0], str(j))
            ersetze(b[1:], m_wort, m_benutzte_zahlen, lösungen, alle_buchstaben)
    else:
        if re.search(r"\b0", wort): # 0 als erste Ziffer in einer Zahl ist nicht erlaubt
            return

        if eval(wort.replace("=", "==")):
            lsg = [wort, dict()]
            for j, k in zip(alle_buchstaben, benutzte_zahlen):
                lsg[1][j] = k

            lösungen.append(lsg)

    return lösungen

# gibt ein zufälliges Alphametik mit `länge` "Ziffern" vor dem Gleichheitszeichen zurück
def generiere(länge = 1):
    while True:
        rechnung_ok = False
        while rechnung_ok == False: # sucht nach wahren Gleichungen
            alphametik = "x" + "_x" * länge + "=y" # Template für Rechnung

            for j in range(länge + 1): # zufällige Rechenzeichen einsetzen
                alphametik = alphametik.replace("_", random.choice(["+", "-", "*", "/"]), 1)

            alphametik = alphametik.replace("y", str(random.randrange(1, 9))) # Ergebnis
            for j in range(länge + 2):
                alphametik = alphametik.replace("x", str(random.randrange(1, 9)), 1)

            rechnung_ok = eval(alphametik.replace("=", "=="))

        # jetzt passende Alphametiken suchen oder weitersuchen
        for j in range(1, 10):
            alphametik = alphametik.replace(str(j), Zahlen[j - 1])

        l = ersetze(buchstaben_liste(alphametik), alphametik)
        if len(l) > 0:
            return alphametik # Geschafft, wir haben eines gefunden!

if __name__ == "__main__":
    l = ersetze(buchstaben_liste(Alphametik), Alphametik)

    if len(l) == 0:
        print("Keine Lösungen vorhanden")
    else:
        print("Es konnten folgende Lösungen gefunden werden:")
        print(l)

    print(generiere())