Câu đố số học

giải đố số học là một bài tập toán học trong đó các chữ số của một số số được biểu thị bằng chữ cái (hoặc ký hiệu). Mỗi chữ cái đại diện cho một chữ số duy nhất. Mục tiêu là tìm các chữ số sao cho một phương trình toán học cho trước được xác minh:

      CP
+     IS
+    FUN
--------
=   TRUE

Một phép gán chữ cái thành chữ số cho ra phương trình sau:

      23
+     74
+    968
--------
=   1065

Có nhiều câu trả lời khác cho bài toán này. Chúng tôi sẽ trình bày cách tìm tất cả giải pháp.

Lập mô hình cho vấn đề

Giống như mọi vấn đề tối ưu hoá, chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách xác định các biến và quy tắc ràng buộc. Biến là các chữ cái có thể nhận bất kỳ giá trị chỉ có một chữ số nào.

Với CP + IS + FUN = TRUE, các điều kiện ràng buộc sẽ được áp dụng như sau:

• Phương trình: CP + IS + FUN = TRUE.
• Mỗi chữ cái trong số mười chữ cái phải là một chữ số khác nhau.
• C, I, F và T không được bằng 0 (vì chúng tôi không viết các số 0 đứng đầu bằng số).

Bạn có thể giải các bài toán mật mã bằng trình giải CP-SAT mới (hiệu quả hơn hoặc trình giải CP ban đầu). Chúng tôi sẽ đưa ra các ví dụ dùng cả hai trình phân giải, bắt đầu bằng CP-SAT.

Giải pháp CP-SAT

Chúng tôi sẽ trình bày các biến, các điều kiện ràng buộc, lệnh gọi trình giải và cuối cùng là chương trình hoàn chỉnh.

Nhập thư viện

Mã sau đây nhập thư viện bắt buộc.

Python

from ortools.sat.python import cp_model

C++

#include <stdlib.h>

#include <cstdint>

#include "ortools/base/logging.h"
#include "ortools/sat/cp_model.h"
#include "ortools/sat/cp_model.pb.h"
#include "ortools/sat/cp_model_solver.h"
#include "ortools/sat/model.h"
#include "ortools/sat/sat_parameters.pb.h"
#include "ortools/util/sorted_interval_list.h"

Java

import com.google.ortools.Loader;
import com.google.ortools.sat.CpModel;
import com.google.ortools.sat.CpSolver;
import com.google.ortools.sat.CpSolverSolutionCallback;
import com.google.ortools.sat.IntVar;
import com.google.ortools.sat.LinearExpr;

C#

using System;
using Google.OrTools.Sat;

Khai báo mô hình

Đoạn mã sau đây khai báo mô hình cho bài toán.

Python

model = cp_model.CpModel()

C++

CpModelBuilder cp_model;

Java

CpModel model = new CpModel();

C#

        CpModel model = new CpModel();

        int kBase = 10;

        IntVar c = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "C");
        IntVar p = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "P");
        IntVar i = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "I");
        IntVar s = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "S");
        IntVar f = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "F");
        IntVar u = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "U");
        IntVar n = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "N");
        IntVar t = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "T");
        IntVar r = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "R");
        IntVar e = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "E");

        // We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
        IntVar[] letters = new IntVar[] { c, p, i, s, f, u, n, t, r, e };

        // Define constraints.
        model.AddAllDifferent(letters);

        // CP + IS + FUN = TRUE
        model.Add(c * kBase + p + i * kBase + s + f * kBase * kBase + u * kBase + n ==
                  t * kBase * kBase * kBase + r * kBase * kBase + u * kBase + e);

        // Creates a solver and solves the model.
        CpSolver solver = new CpSolver();
        VarArraySolutionPrinter cb = new VarArraySolutionPrinter(letters);
        // Search for all solutions.
        solver.StringParameters = "enumerate_all_solutions:true";
        // And solve.
        solver.Solve(model, cb);

        Console.WriteLine("Statistics");
        Console.WriteLine($"  conflicts : {solver.NumConflicts()}");
        Console.WriteLine($"  branches  : {solver.NumBranches()}");
        Console.WriteLine($"  wall time : {solver.WallTime()} s");
        Console.WriteLine($"  number of solutions found: {cb.SolutionCount()}");
    }
}

Xác định các biến

Khi sử dụng trình giải CP-SAT, bạn cần xác định một số phương thức trợ giúp nhất định. Chúng ta sẽ dùng một trong số đó là NewIntVar để khai báo các chữ số (số nguyên). Chúng tôi phân biệt giữa các chữ cái có thể bằng 0 và các chữ cái không thể (C, I, F và T).

Python

base = 10

c = model.new_int_var(1, base - 1, "C")
p = model.new_int_var(0, base - 1, "P")
i = model.new_int_var(1, base - 1, "I")
s = model.new_int_var(0, base - 1, "S")
f = model.new_int_var(1, base - 1, "F")
u = model.new_int_var(0, base - 1, "U")
n = model.new_int_var(0, base - 1, "N")
t = model.new_int_var(1, base - 1, "T")
r = model.new_int_var(0, base - 1, "R")
e = model.new_int_var(0, base - 1, "E")

# We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
letters = [c, p, i, s, f, u, n, t, r, e]

# Verify that we have enough digits.
assert base >= len(letters)

C++

const int64_t kBase = 10;

// Define decision variables.
Domain digit(0, kBase - 1);
Domain non_zero_digit(1, kBase - 1);

IntVar c = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("C");
IntVar p = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("P");
IntVar i = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("I");
IntVar s = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("S");
IntVar f = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("F");
IntVar u = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("U");
IntVar n = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("N");
IntVar t = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("T");
IntVar r = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("R");
IntVar e = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("E");

Java

int base = 10;
IntVar c = model.newIntVar(1, base - 1, "C");
IntVar p = model.newIntVar(0, base - 1, "P");
IntVar i = model.newIntVar(1, base - 1, "I");
IntVar s = model.newIntVar(0, base - 1, "S");
IntVar f = model.newIntVar(1, base - 1, "F");
IntVar u = model.newIntVar(0, base - 1, "U");
IntVar n = model.newIntVar(0, base - 1, "N");
IntVar t = model.newIntVar(1, base - 1, "T");
IntVar r = model.newIntVar(0, base - 1, "R");
IntVar e = model.newIntVar(0, base - 1, "E");

// We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
IntVar[] letters = new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

C#

        int kBase = 10;

        IntVar c = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "C");
        IntVar p = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "P");
        IntVar i = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "I");
        IntVar s = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "S");
        IntVar f = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "F");
        IntVar u = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "U");
        IntVar n = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "N");
        IntVar t = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "T");
        IntVar r = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "R");
        IntVar e = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "E");

        // We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
        IntVar[] letters = new IntVar[] { c, p, i, s, f, u, n, t, r, e };

Xác định các quy tắc ràng buộc

Tiếp theo là các quy tắc ràng buộc. Trước tiên, chúng ta đảm bảo rằng tất cả chữ cái đều có giá trị khác nhau bằng cách sử dụng phương thức trợ giúp AddAllDifferent. Sau đó, chúng ta sẽ sử dụng phương thức trợ giúp AddEquality để tạo các quy tắc ràng buộc thực thi đẳng thức CP + IS + FUN = TRUE.

Python

model.add_all_different(letters)

# CP + IS + FUN = TRUE
model.add(
    c * base + p + i * base + s + f * base * base + u * base + n
    == t * base * base * base + r * base * base + u * base + e
)

C++

// Define constraints.
cp_model.AddAllDifferent({c, p, i, s, f, u, n, t, r, e});

// CP + IS + FUN = TRUE
cp_model.AddEquality(
    c * kBase + p + i * kBase + s + f * kBase * kBase + u * kBase + n,
    kBase * kBase * kBase * t + kBase * kBase * r + kBase * u + e);

Java

model.addAllDifferent(letters);

// CP + IS + FUN = TRUE
model.addEquality(LinearExpr.weightedSum(new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, u, e},
                      new long[] {base, 1, base, 1, base * base, base, 1, -base * base * base,
                          -base * base, -base, -1}),
    0);

C#

// Define constraints.
model.AddAllDifferent(letters);

// CP + IS + FUN = TRUE
model.Add(c * kBase + p + i * kBase + s + f * kBase * kBase + u * kBase + n ==
          t * kBase * kBase * kBase + r * kBase * kBase + u * kBase + e);

Máy in giải pháp

Mã cho máy in giải pháp, hiển thị từng giải pháp khi trình giải tìm tìm thấy, được hiển thị bên dưới.

Python

class VarArraySolutionPrinter(cp_model.CpSolverSolutionCallback):
    """Print intermediate solutions."""

    def __init__(self, variables: list[cp_model.IntVar]):
        cp_model.CpSolverSolutionCallback.__init__(self)
        self.__variables = variables
        self.__solution_count = 0

    def on_solution_callback(self) -> None:
        self.__solution_count += 1
        for v in self.__variables:
            print(f"{v}={self.value(v)}", end=" ")
        print()

    @property
    def solution_count(self) -> int:
        return self.__solution_count 

C++

Model model;
int num_solutions = 0;
model.Add(NewFeasibleSolutionObserver([&](const CpSolverResponse& response) {
  LOG(INFO) << "Solution " << num_solutions;
  LOG(INFO) << "C=" << SolutionIntegerValue(response, c) << " "
            << "P=" << SolutionIntegerValue(response, p) << " "
            << "I=" << SolutionIntegerValue(response, i) << " "
            << "S=" << SolutionIntegerValue(response, s) << " "
            << "F=" << SolutionIntegerValue(response, f) << " "
            << "U=" << SolutionIntegerValue(response, u) << " "
            << "N=" << SolutionIntegerValue(response, n) << " "
            << "T=" << SolutionIntegerValue(response, t) << " "
            << "R=" << SolutionIntegerValue(response, r) << " "
            << "E=" << SolutionIntegerValue(response, e);
  num_solutions++;
}));

Java

static class VarArraySolutionPrinter extends CpSolverSolutionCallback {
  public VarArraySolutionPrinter(IntVar[] variables) {
    variableArray = variables;
  }

  @Override
  public void onSolutionCallback() {
    for (IntVar v : variableArray) {
      System.out.printf("  %s = %d", v.getName(), value(v));
    }
    System.out.println();
    solutionCount++;
  }

  public int getSolutionCount() {
    return solutionCount;
  }

  private int solutionCount;
  private final IntVar[] variableArray;
}

C#

public class VarArraySolutionPrinter : CpSolverSolutionCallback
{
    public VarArraySolutionPrinter(IntVar[] variables)
    {
        variables_ = variables;
    }

    public override void OnSolutionCallback()
    {
        {
            foreach (IntVar v in variables_)
            {
                Console.Write(String.Format("  {0}={1}", v.ToString(), Value(v)));
            }
            Console.WriteLine();
            solution_count_++;
        }
    }

    public int SolutionCount()
    {
        return solution_count_;
    }

    private int solution_count_;
    private IntVar[] variables_;
}

Gọi trình giải

Cuối cùng, chúng ta giải bài toán và xem lời giải. Tất cả điều kỳ diệu ấy đều nằm trong phương thức operations_research::sat::SolveCpModel().

Python

solver = cp_model.CpSolver()
solution_printer = VarArraySolutionPrinter(letters)
# Enumerate all solutions.
solver.parameters.enumerate_all_solutions = True
# Solve.
status = solver.solve(model, solution_printer)

C++

// Tell the solver to enumerate all solutions.
SatParameters parameters;
parameters.set_enumerate_all_solutions(true);
model.Add(NewSatParameters(parameters));

const CpSolverResponse response = SolveCpModel(cp_model.Build(), &model);
LOG(INFO) << "Number of solutions found: " << num_solutions;

Java

CpSolver solver = new CpSolver();
VarArraySolutionPrinter cb = new VarArraySolutionPrinter(letters);
// Tell the solver to enumerate all solutions.
solver.getParameters().setEnumerateAllSolutions(true);
// And solve.
solver.solve(model, cb);

C#

// Creates a solver and solves the model.
CpSolver solver = new CpSolver();
VarArraySolutionPrinter cb = new VarArraySolutionPrinter(letters);
// Search for all solutions.
solver.StringParameters = "enumerate_all_solutions:true";
// And solve.
solver.Solve(model, cb);

Khi chạy chương trình, chương trình sẽ hiển thị kết quả sau, trong đó mỗi hàng là một giải pháp:

C=2 P=3 I=7 S=4 F=9 U=6 N=8 T=1 R=0 E=5
C=2 P=4 I=7 S=3 F=9 U=6 N=8 T=1 R=0 E=5
C=2 P=5 I=7 S=3 F=9 U=4 N=8 T=1 R=0 E=6
C=2 P=8 I=7 S=3 F=9 U=4 N=5 T=1 R=0 E=6
C=2 P=8 I=7 S=3 F=9 U=6 N=4 T=1 R=0 E=5
C=3 P=7 I=6 S=2 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=6 P=7 I=3 S=2 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=6 P=5 I=3 S=2 F=9 U=8 N=7 T=1 R=0 E=4
C=3 P=5 I=6 S=2 F=9 U=8 N=7 T=1 R=0 E=4
C=3 P=8 I=6 S=4 F=9 U=2 N=5 T=1 R=0 E=7
C=3 P=7 I=6 S=5 F=9 U=8 N=2 T=1 R=0 E=4
C=3 P=8 I=6 S=5 F=9 U=2 N=4 T=1 R=0 E=7
C=3 P=5 I=6 S=4 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=3 P=4 I=6 S=5 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=3 P=2 I=6 S=5 F=9 U=8 N=7 T=1 R=0 E=4
C=3 P=4 I=6 S=8 F=9 U=2 N=5 T=1 R=0 E=7
C=3 P=2 I=6 S=7 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=3 P=5 I=6 S=8 F=9 U=2 N=4 T=1 R=0 E=7
C=3 P=5 I=6 S=7 F=9 U=8 N=2 T=1 R=0 E=4
C=2 P=5 I=7 S=6 F=9 U=8 N=3 T=1 R=0 E=4
C=2 P=5 I=7 S=8 F=9 U=4 N=3 T=1 R=0 E=6
C=2 P=6 I=7 S=5 F=9 U=8 N=3 T=1 R=0 E=4
C=2 P=4 I=7 S=8 F=9 U=6 N=3 T=1 R=0 E=5
C=2 P=3 I=7 S=8 F=9 U=6 N=4 T=1 R=0 E=5
C=2 P=8 I=7 S=5 F=9 U=4 N=3 T=1 R=0 E=6
C=2 P=8 I=7 S=4 F=9 U=6 N=3 T=1 R=0 E=5
C=2 P=6 I=7 S=3 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=2 P=5 I=7 S=3 F=9 U=8 N=6 T=1 R=0 E=4
C=2 P=3 I=7 S=5 F=9 U=4 N=8 T=1 R=0 E=6
C=2 P=3 I=7 S=5 F=9 U=8 N=6 T=1 R=0 E=4
C=2 P=3 I=7 S=6 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=2 P=3 I=7 S=8 F=9 U=4 N=5 T=1 R=0 E=6
C=4 P=3 I=5 S=8 F=9 U=2 N=6 T=1 R=0 E=7
C=5 P=3 I=4 S=8 F=9 U=2 N=6 T=1 R=0 E=7
C=6 P=2 I=3 S=7 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=7 P=3 I=2 S=6 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=7 P=3 I=2 S=8 F=9 U=4 N=5 T=1 R=0 E=6
C=6 P=4 I=3 S=8 F=9 U=2 N=5 T=1 R=0 E=7
C=5 P=3 I=4 S=6 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=4 P=3 I=5 S=6 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=5 P=6 I=4 S=3 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=7 P=4 I=2 S=3 F=9 U=6 N=8 T=1 R=0 E=5
C=7 P=3 I=2 S=4 F=9 U=6 N=8 T=1 R=0 E=5
C=6 P=2 I=3 S=5 F=9 U=8 N=7 T=1 R=0 E=4
C=7 P=3 I=2 S=5 F=9 U=4 N=8 T=1 R=0 E=6
C=6 P=4 I=3 S=5 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=6 P=5 I=3 S=4 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=7 P=5 I=2 S=3 F=9 U=4 N=8 T=1 R=0 E=6
C=4 P=6 I=5 S=3 F=9 U=2 N=8 T=1 R=0 E=7
C=6 P=5 I=3 S=8 F=9 U=2 N=4 T=1 R=0 E=7
C=6 P=5 I=3 S=7 F=9 U=8 N=2 T=1 R=0 E=4
C=7 P=5 I=2 S=8 F=9 U=4 N=3 T=1 R=0 E=6
C=7 P=5 I=2 S=6 F=9 U=8 N=3 T=1 R=0 E=4
C=5 P=8 I=4 S=6 F=9 U=2 N=3 T=1 R=0 E=7
C=4 P=8 I=5 S=6 F=9 U=2 N=3 T=1 R=0 E=7
C=4 P=8 I=5 S=3 F=9 U=2 N=6 T=1 R=0 E=7
C=5 P=8 I=4 S=3 F=9 U=2 N=6 T=1 R=0 E=7
C=7 P=8 I=2 S=3 F=9 U=4 N=5 T=1 R=0 E=6
C=7 P=8 I=2 S=3 F=9 U=6 N=4 T=1 R=0 E=5
C=7 P=8 I=2 S=4 F=9 U=6 N=3 T=1 R=0 E=5
C=7 P=8 I=2 S=5 F=9 U=4 N=3 T=1 R=0 E=6
C=6 P=8 I=3 S=5 F=9 U=2 N=4 T=1 R=0 E=7
C=6 P=8 I=3 S=4 F=9 U=2 N=5 T=1 R=0 E=7
C=6 P=7 I=3 S=5 F=9 U=8 N=2 T=1 R=0 E=4
C=7 P=6 I=2 S=5 F=9 U=8 N=3 T=1 R=0 E=4
C=7 P=3 I=2 S=5 F=9 U=8 N=6 T=1 R=0 E=4
C=7 P=4 I=2 S=8 F=9 U=6 N=3 T=1 R=0 E=5
C=7 P=3 I=2 S=8 F=9 U=6 N=4 T=1 R=0 E=5
C=5 P=6 I=4 S=8 F=9 U=2 N=3 T=1 R=0 E=7
C=4 P=6 I=5 S=8 F=9 U=2 N=3 T=1 R=0 E=7
C=7 P=6 I=2 S=3 F=9 U=8 N=5 T=1 R=0 E=4
C=7 P=5 I=2 S=3 F=9 U=8 N=6 T=1 R=0 E=4

Statistics
  - status          : OPTIMAL
  - conflicts       : 110
  - branches        : 435
  - wall time       : 0.014934 ms
  - solutions found : 72

Hoàn thành chương trình

Sau đây là các chương trình đầy đủ.

Python

"""Cryptarithmetic puzzle.

First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
where each letter represents a unique digit.

This problem has 72 different solutions in base 10.
"""
from ortools.sat.python import cp_model


class VarArraySolutionPrinter(cp_model.CpSolverSolutionCallback):
    """Print intermediate solutions."""

    def __init__(self, variables: list[cp_model.IntVar]):
        cp_model.CpSolverSolutionCallback.__init__(self)
        self.__variables = variables
        self.__solution_count = 0

    def on_solution_callback(self) -> None:
        self.__solution_count += 1
        for v in self.__variables:
            print(f"{v}={self.value(v)}", end=" ")
        print()

    @property
    def solution_count(self) -> int:
        return self.__solution_count


def main() -> None:
    """solve the CP+IS+FUN==TRUE cryptarithm."""
    # Constraint programming engine
    model = cp_model.CpModel()

    base = 10

    c = model.new_int_var(1, base - 1, "C")
    p = model.new_int_var(0, base - 1, "P")
    i = model.new_int_var(1, base - 1, "I")
    s = model.new_int_var(0, base - 1, "S")
    f = model.new_int_var(1, base - 1, "F")
    u = model.new_int_var(0, base - 1, "U")
    n = model.new_int_var(0, base - 1, "N")
    t = model.new_int_var(1, base - 1, "T")
    r = model.new_int_var(0, base - 1, "R")
    e = model.new_int_var(0, base - 1, "E")

    # We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
    letters = [c, p, i, s, f, u, n, t, r, e]

    # Verify that we have enough digits.
    assert base >= len(letters)

    # Define constraints.
    model.add_all_different(letters)

    # CP + IS + FUN = TRUE
    model.add(
        c * base + p + i * base + s + f * base * base + u * base + n
        == t * base * base * base + r * base * base + u * base + e
    )

    # Creates a solver and solves the model.
    solver = cp_model.CpSolver()
    solution_printer = VarArraySolutionPrinter(letters)
    # Enumerate all solutions.
    solver.parameters.enumerate_all_solutions = True
    # Solve.
    status = solver.solve(model, solution_printer)

    # Statistics.
    print("\nStatistics")
    print(f"  status   : {solver.status_name(status)}")
    print(f"  conflicts: {solver.num_conflicts}")
    print(f"  branches : {solver.num_branches}")
    print(f"  wall time: {solver.wall_time} s")
    print(f"  sol found: {solution_printer.solution_count}")


if __name__ == "__main__":
    main()

C++

// Cryptarithmetic puzzle
//
// First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
// where each letter represents a unique digit.
//
// This problem has 72 different solutions in base 10.
#include <stdlib.h>

#include <cstdint>

#include "ortools/base/logging.h"
#include "ortools/sat/cp_model.h"
#include "ortools/sat/cp_model.pb.h"
#include "ortools/sat/cp_model_solver.h"
#include "ortools/sat/model.h"
#include "ortools/sat/sat_parameters.pb.h"
#include "ortools/util/sorted_interval_list.h"

namespace operations_research {
namespace sat {

void CPIsFunSat() {
  // Instantiate the solver.
  CpModelBuilder cp_model;

  const int64_t kBase = 10;

  // Define decision variables.
  Domain digit(0, kBase - 1);
  Domain non_zero_digit(1, kBase - 1);

  IntVar c = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("C");
  IntVar p = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("P");
  IntVar i = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("I");
  IntVar s = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("S");
  IntVar f = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("F");
  IntVar u = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("U");
  IntVar n = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("N");
  IntVar t = cp_model.NewIntVar(non_zero_digit).WithName("T");
  IntVar r = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("R");
  IntVar e = cp_model.NewIntVar(digit).WithName("E");

  // Define constraints.
  cp_model.AddAllDifferent({c, p, i, s, f, u, n, t, r, e});

  // CP + IS + FUN = TRUE
  cp_model.AddEquality(
      c * kBase + p + i * kBase + s + f * kBase * kBase + u * kBase + n,
      kBase * kBase * kBase * t + kBase * kBase * r + kBase * u + e);

  Model model;
  int num_solutions = 0;
  model.Add(NewFeasibleSolutionObserver([&](const CpSolverResponse& response) {
    LOG(INFO) << "Solution " << num_solutions;
    LOG(INFO) << "C=" << SolutionIntegerValue(response, c) << " "
              << "P=" << SolutionIntegerValue(response, p) << " "
              << "I=" << SolutionIntegerValue(response, i) << " "
              << "S=" << SolutionIntegerValue(response, s) << " "
              << "F=" << SolutionIntegerValue(response, f) << " "
              << "U=" << SolutionIntegerValue(response, u) << " "
              << "N=" << SolutionIntegerValue(response, n) << " "
              << "T=" << SolutionIntegerValue(response, t) << " "
              << "R=" << SolutionIntegerValue(response, r) << " "
              << "E=" << SolutionIntegerValue(response, e);
    num_solutions++;
  }));

  // Tell the solver to enumerate all solutions.
  SatParameters parameters;
  parameters.set_enumerate_all_solutions(true);
  model.Add(NewSatParameters(parameters));

  const CpSolverResponse response = SolveCpModel(cp_model.Build(), &model);
  LOG(INFO) << "Number of solutions found: " << num_solutions;

  // Statistics.
  LOG(INFO) << "Statistics";
  LOG(INFO) << CpSolverResponseStats(response);
}

}  // namespace sat
}  // namespace operations_research

int main(int argc, char** argv) {
  operations_research::sat::CPIsFunSat();
  return EXIT_SUCCESS;
}

Java

package com.google.ortools.sat.samples;
import com.google.ortools.Loader;
import com.google.ortools.sat.CpModel;
import com.google.ortools.sat.CpSolver;
import com.google.ortools.sat.CpSolverSolutionCallback;
import com.google.ortools.sat.IntVar;
import com.google.ortools.sat.LinearExpr;

/** Cryptarithmetic puzzle. */
public final class CpIsFunSat {
  static class VarArraySolutionPrinter extends CpSolverSolutionCallback {
    public VarArraySolutionPrinter(IntVar[] variables) {
      variableArray = variables;
    }

    @Override
    public void onSolutionCallback() {
      for (IntVar v : variableArray) {
        System.out.printf("  %s = %d", v.getName(), value(v));
      }
      System.out.println();
      solutionCount++;
    }

    public int getSolutionCount() {
      return solutionCount;
    }

    private int solutionCount;
    private final IntVar[] variableArray;
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Loader.loadNativeLibraries();
    // Create the model.
    CpModel model = new CpModel();

    int base = 10;
    IntVar c = model.newIntVar(1, base - 1, "C");
    IntVar p = model.newIntVar(0, base - 1, "P");
    IntVar i = model.newIntVar(1, base - 1, "I");
    IntVar s = model.newIntVar(0, base - 1, "S");
    IntVar f = model.newIntVar(1, base - 1, "F");
    IntVar u = model.newIntVar(0, base - 1, "U");
    IntVar n = model.newIntVar(0, base - 1, "N");
    IntVar t = model.newIntVar(1, base - 1, "T");
    IntVar r = model.newIntVar(0, base - 1, "R");
    IntVar e = model.newIntVar(0, base - 1, "E");

    // We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
    IntVar[] letters = new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

    // Define constraints.
    model.addAllDifferent(letters);

    // CP + IS + FUN = TRUE
    model.addEquality(LinearExpr.weightedSum(new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, u, e},
                          new long[] {base, 1, base, 1, base * base, base, 1, -base * base * base,
                              -base * base, -base, -1}),
        0);

    // Create a solver and solve the model.
    CpSolver solver = new CpSolver();
    VarArraySolutionPrinter cb = new VarArraySolutionPrinter(letters);
    // Tell the solver to enumerate all solutions.
    solver.getParameters().setEnumerateAllSolutions(true);
    // And solve.
    solver.solve(model, cb);

    // Statistics.
    System.out.println("Statistics");
    System.out.println("  - conflicts : " + solver.numConflicts());
    System.out.println("  - branches  : " + solver.numBranches());
    System.out.println("  - wall time : " + solver.wallTime() + " s");
    System.out.println("  - solutions : " + cb.getSolutionCount());
  }

  private CpIsFunSat() {}
}

C#

// Cryptarithmetic puzzle
//
// First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
// where each letter represents a unique digit.
//
// This problem has 72 different solutions in base 10.
using System;
using Google.OrTools.Sat;

public class CpIsFunSat
{
    public class VarArraySolutionPrinter : CpSolverSolutionCallback
    {
        public VarArraySolutionPrinter(IntVar[] variables)
        {
            variables_ = variables;
        }

        public override void OnSolutionCallback()
        {
            {
                foreach (IntVar v in variables_)
                {
                    Console.Write(String.Format("  {0}={1}", v.ToString(), Value(v)));
                }
                Console.WriteLine();
                solution_count_++;
            }
        }

        public int SolutionCount()
        {
            return solution_count_;
        }

        private int solution_count_;
        private IntVar[] variables_;
    }

    // Solve the CP+IS+FUN==TRUE cryptarithm.
    static void Main()
    {
        // Constraint programming engine
        CpModel model = new CpModel();

        int kBase = 10;

        IntVar c = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "C");
        IntVar p = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "P");
        IntVar i = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "I");
        IntVar s = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "S");
        IntVar f = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "F");
        IntVar u = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "U");
        IntVar n = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "N");
        IntVar t = model.NewIntVar(1, kBase - 1, "T");
        IntVar r = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "R");
        IntVar e = model.NewIntVar(0, kBase - 1, "E");

        // We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
        IntVar[] letters = new IntVar[] { c, p, i, s, f, u, n, t, r, e };

        // Define constraints.
        model.AddAllDifferent(letters);

        // CP + IS + FUN = TRUE
        model.Add(c * kBase + p + i * kBase + s + f * kBase * kBase + u * kBase + n ==
                  t * kBase * kBase * kBase + r * kBase * kBase + u * kBase + e);

        // Creates a solver and solves the model.
        CpSolver solver = new CpSolver();
        VarArraySolutionPrinter cb = new VarArraySolutionPrinter(letters);
        // Search for all solutions.
        solver.StringParameters = "enumerate_all_solutions:true";
        // And solve.
        solver.Solve(model, cb);

        Console.WriteLine("Statistics");
        Console.WriteLine($"  conflicts : {solver.NumConflicts()}");
        Console.WriteLine($"  branches  : {solver.NumBranches()}");
        Console.WriteLine($"  wall time : {solver.WallTime()} s");
        Console.WriteLine($"  number of solutions found: {cb.SolutionCount()}");
    }
}

Giải pháp CP gốc

Trong trường hợp này, chúng ta sẽ coi cơ số là một biến để bạn có thể giải phương trình cho các cơ số cao hơn. (Không thể có nghiệm cơ sở thấp hơn cho CP + IS + FUN = TRUE vì 10 chữ cái phải khác nhau.)

Nhập thư viện

Mã sau đây nhập thư viện bắt buộc.

Python

from ortools.constraint_solver import pywrapcp

C++

#include <cstdint>
#include <vector>

#include "absl/flags/flag.h"
#include "absl/log/flags.h"
#include "ortools/base/init_google.h"
#include "ortools/base/logging.h"
#include "ortools/constraint_solver/constraint_solver.h"

Java

C#

using System;
using Google.OrTools.ConstraintSolver;

Tạo trình giải

Bước đầu tiên là tạo Solver.

Python

solver = pywrapcp.Solver("CP is fun!")

C++

Solver solver("CP is fun!");

Java

Solver solver = new Solver("CP is fun!");

C#

Solver solver = new Solver("CP is fun!");

Xác định các biến

Bước đầu tiên là tạo một IntVar cho mỗi chữ cái. Chúng tôi phân biệt giữa các chữ cái có thể bằng 0 và những chữ cái không thể (C, I, F và T).

Tiếp theo, chúng ta tạo một mảng chứa IntVar mới cho mỗi chữ cái. Điều này chỉ cần thiết vì khi xác định các quy tắc ràng buộc, chúng ta sẽ sử dụng AllDifferent. Vì vậy, chúng ta cần một số mảng mà mỗi phần tử cần phải khác nhau.

Cuối cùng, chúng ta xác minh rằng cơ sở của chúng ta ít nhất bằng số chữ cái; nếu không, không có giải pháp.

Python

base = 10

# Decision variables.
digits = list(range(0, base))
digits_without_zero = list(range(1, base))
c = solver.IntVar(digits_without_zero, "C")
p = solver.IntVar(digits, "P")
i = solver.IntVar(digits_without_zero, "I")
s = solver.IntVar(digits, "S")
f = solver.IntVar(digits_without_zero, "F")
u = solver.IntVar(digits, "U")
n = solver.IntVar(digits, "N")
t = solver.IntVar(digits_without_zero, "T")
r = solver.IntVar(digits, "R")
e = solver.IntVar(digits, "E")

# We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
letters = [c, p, i, s, f, u, n, t, r, e]

# Verify that we have enough digits.
assert base >= len(letters)

C++

const int64_t kBase = 10;

// Define decision variables.
IntVar* const c = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "C");
IntVar* const p = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "P");
IntVar* const i = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "I");
IntVar* const s = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "S");
IntVar* const f = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "F");
IntVar* const u = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "U");
IntVar* const n = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "N");
IntVar* const t = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "T");
IntVar* const r = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "R");
IntVar* const e = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "E");

// We need to group variables in a vector to be able to use
// the global constraint AllDifferent
std::vector<IntVar*> letters{c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

// Check if we have enough digits
CHECK_GE(kBase, letters.size());

Java

final int base = 10;

// Decision variables.
final IntVar c = solver.makeIntVar(1, base - 1, "C");
final IntVar p = solver.makeIntVar(0, base - 1, "P");
final IntVar i = solver.makeIntVar(1, base - 1, "I");
final IntVar s = solver.makeIntVar(0, base - 1, "S");
final IntVar f = solver.makeIntVar(1, base - 1, "F");
final IntVar u = solver.makeIntVar(0, base - 1, "U");
final IntVar n = solver.makeIntVar(0, base - 1, "N");
final IntVar t = solver.makeIntVar(1, base - 1, "T");
final IntVar r = solver.makeIntVar(0, base - 1, "R");
final IntVar e = solver.makeIntVar(0, base - 1, "E");

// Group variables in a vector so that we can use AllDifferent.
final IntVar[] letters = new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

// Verify that we have enough digits.
if (base < letters.length) {
  throw new Exception("base < letters.Length");
}

C#

const int kBase = 10;

// Decision variables.
IntVar c = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "C");
IntVar p = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "P");
IntVar i = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "I");
IntVar s = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "S");
IntVar f = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "F");
IntVar u = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "U");
IntVar n = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "N");
IntVar t = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "T");
IntVar r = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "R");
IntVar e = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "E");

// Group variables in a vector so that we can use AllDifferent.
IntVar[] letters = new IntVar[] { c, p, i, s, f, u, n, t, r, e };

// Verify that we have enough digits.
if (kBase < letters.Length)
{
    throw new Exception("kBase < letters.Length");
}

Xác định các quy tắc ràng buộc

Hiện tại, chúng ta đã xác định được biến, bước tiếp theo là xác định các điều kiện ràng buộc. Trước tiên, chúng ta thêm quy tắc ràng buộc AllDifferent, buộc mỗi chữ cái phải có một chữ số khác nhau.

Tiếp theo, chúng ta thêm điều kiện ràng buộc CP + IS + FUN = TRUE. Các chương trình mẫu thực hiện việc này theo nhiều cách.

Python

solver.Add(solver.AllDifferent(letters))

# CP + IS + FUN = TRUE
solver.Add(
    p + s + n + base * (c + i + u) + base * base * f
    == e + base * u + base * base * r + base * base * base * t
)

C++

// Define constraints.
solver.AddConstraint(solver.MakeAllDifferent(letters));

// CP + IS + FUN = TRUE
IntVar* const term1 = MakeBaseLine2(&solver, c, p, kBase);
IntVar* const term2 = MakeBaseLine2(&solver, i, s, kBase);
IntVar* const term3 = MakeBaseLine3(&solver, f, u, n, kBase);
IntVar* const sum_terms =
    solver.MakeSum(solver.MakeSum(term1, term2), term3)->Var();

IntVar* const sum = MakeBaseLine4(&solver, t, r, u, e, kBase);

solver.AddConstraint(solver.MakeEquality(sum_terms, sum));

Java

solver.addConstraint(solver.makeAllDifferent(letters));

// CP + IS + FUN = TRUE
final IntVar sum1 =
    solver
        .makeSum(new IntVar[] {p, s, n,
            solver.makeProd(solver.makeSum(new IntVar[] {c, i, u}).var(), base).var(),
            solver.makeProd(f, base * base).var()})
        .var();
final IntVar sum2 = solver
                        .makeSum(new IntVar[] {e, solver.makeProd(u, base).var(),
                            solver.makeProd(r, base * base).var(),
                            solver.makeProd(t, base * base * base).var()})
                        .var();
solver.addConstraint(solver.makeEquality(sum1, sum2));

C#

solver.Add(letters.AllDifferent());

// CP + IS + FUN = TRUE
solver.Add(p + s + n + kBase * (c + i + u) + kBase * kBase * f ==
           e + kBase * u + kBase * kBase * r + kBase * kBase * kBase * t);

Gọi trình giải

Giờ đây, khi đã có các biến và quy tắc ràng buộc, chúng ta đã sẵn sàng giải quyết.

Mã cho máy in giải pháp, hiển thị từng giải pháp khi trình giải tìm tìm thấy, được hiển thị bên dưới.

Vì có nhiều giải pháp cho bài toán, nên chúng ta lặp lại các giải pháp bằng vòng lặp while solver.NextSolution(). Nếu chúng ta chỉ đang cố gắng tìm một giải pháp duy nhất, chúng ta sẽ sử dụng thành ngữ này:\

if (solver.NextSolution()) {
    // Print solution.
} else {
    // Print that no solution could be found.
}

Python

solution_count = 0
db = solver.Phase(letters, solver.INT_VAR_DEFAULT, solver.INT_VALUE_DEFAULT)
solver.NewSearch(db)
while solver.NextSolution():
    print(letters)
    # Is CP + IS + FUN = TRUE?
    assert (
        base * c.Value()
        + p.Value()
        + base * i.Value()
        + s.Value()
        + base * base * f.Value()
        + base * u.Value()
        + n.Value()
        == base * base * base * t.Value()
        + base * base * r.Value()
        + base * u.Value()
        + e.Value()
    )
    solution_count += 1
solver.EndSearch()
print(f"Number of solutions found: {solution_count}")

C++

int num_solutions = 0;
// Create decision builder to search for solutions.
DecisionBuilder* const db = solver.MakePhase(
    letters, Solver::CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver::ASSIGN_MIN_VALUE);
solver.NewSearch(db);
while (solver.NextSolution()) {
  LOG(INFO) << "C=" << c->Value() << " " << "P=" << p->Value() << " "
            << "I=" << i->Value() << " " << "S=" << s->Value() << " "
            << "F=" << f->Value() << " " << "U=" << u->Value() << " "
            << "N=" << n->Value() << " " << "T=" << t->Value() << " "
            << "R=" << r->Value() << " " << "E=" << e->Value();

  // Is CP + IS + FUN = TRUE?
  CHECK_EQ(p->Value() + s->Value() + n->Value() +
               kBase * (c->Value() + i->Value() + u->Value()) +
               kBase * kBase * f->Value(),
           e->Value() + kBase * u->Value() + kBase * kBase * r->Value() +
               kBase * kBase * kBase * t->Value());
  num_solutions++;
}
solver.EndSearch();
LOG(INFO) << "Number of solutions found: " << num_solutions;

Java

int countSolution = 0;
// Create the decision builder to search for solutions.
final DecisionBuilder db =
    solver.makePhase(letters, Solver.CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver.ASSIGN_MIN_VALUE);
solver.newSearch(db);
while (solver.nextSolution()) {
  System.out.println("C=" + c.value() + " P=" + p.value());
  System.out.println(" I=" + i.value() + " S=" + s.value());
  System.out.println(" F=" + f.value() + " U=" + u.value());
  System.out.println(" N=" + n.value() + " T=" + t.value());
  System.out.println(" R=" + r.value() + " E=" + e.value());

  // Is CP + IS + FUN = TRUE?
  if (p.value() + s.value() + n.value() + base * (c.value() + i.value() + u.value())
          + base * base * f.value()
      != e.value() + base * u.value() + base * base * r.value()
          + base * base * base * t.value()) {
    throw new Exception("CP + IS + FUN != TRUE");
  }
  countSolution++;
}
solver.endSearch();
System.out.println("Number of solutions found: " + countSolution);

C#

int SolutionCount = 0;
// Create the decision builder to search for solutions.
DecisionBuilder db = solver.MakePhase(letters, Solver.CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver.ASSIGN_MIN_VALUE);
solver.NewSearch(db);
while (solver.NextSolution())
{
    Console.Write("C=" + c.Value() + " P=" + p.Value());
    Console.Write(" I=" + i.Value() + " S=" + s.Value());
    Console.Write(" F=" + f.Value() + " U=" + u.Value());
    Console.Write(" N=" + n.Value() + " T=" + t.Value());
    Console.Write(" R=" + r.Value() + " E=" + e.Value());
    Console.WriteLine();

    // Is CP + IS + FUN = TRUE?
    if (p.Value() + s.Value() + n.Value() + kBase * (c.Value() + i.Value() + u.Value()) +
            kBase * kBase * f.Value() !=
        e.Value() + kBase * u.Value() + kBase * kBase * r.Value() + kBase * kBase * kBase * t.Value())
    {
        throw new Exception("CP + IS + FUN != TRUE");
    }
    SolutionCount++;
}
solver.EndSearch();
Console.WriteLine($"Number of solutions found: {SolutionCount}");

Hoàn thành chương trình

Sau đây là các chương trình đầy đủ.

Python

"""Cryptarithmetic puzzle.

First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
where each letter represents a unique digit.

This problem has 72 different solutions in base 10.
"""
from ortools.constraint_solver import pywrapcp


def main():
    # Constraint programming engine
    solver = pywrapcp.Solver("CP is fun!")

    base = 10

    # Decision variables.
    digits = list(range(0, base))
    digits_without_zero = list(range(1, base))
    c = solver.IntVar(digits_without_zero, "C")
    p = solver.IntVar(digits, "P")
    i = solver.IntVar(digits_without_zero, "I")
    s = solver.IntVar(digits, "S")
    f = solver.IntVar(digits_without_zero, "F")
    u = solver.IntVar(digits, "U")
    n = solver.IntVar(digits, "N")
    t = solver.IntVar(digits_without_zero, "T")
    r = solver.IntVar(digits, "R")
    e = solver.IntVar(digits, "E")

    # We need to group variables in a list to use the constraint AllDifferent.
    letters = [c, p, i, s, f, u, n, t, r, e]

    # Verify that we have enough digits.
    assert base >= len(letters)

    # Define constraints.
    solver.Add(solver.AllDifferent(letters))

    # CP + IS + FUN = TRUE
    solver.Add(
        p + s + n + base * (c + i + u) + base * base * f
        == e + base * u + base * base * r + base * base * base * t
    )

    solution_count = 0
    db = solver.Phase(letters, solver.INT_VAR_DEFAULT, solver.INT_VALUE_DEFAULT)
    solver.NewSearch(db)
    while solver.NextSolution():
        print(letters)
        # Is CP + IS + FUN = TRUE?
        assert (
            base * c.Value()
            + p.Value()
            + base * i.Value()
            + s.Value()
            + base * base * f.Value()
            + base * u.Value()
            + n.Value()
            == base * base * base * t.Value()
            + base * base * r.Value()
            + base * u.Value()
            + e.Value()
        )
        solution_count += 1
    solver.EndSearch()
    print(f"Number of solutions found: {solution_count}")


if __name__ == "__main__":
    main()

C++

// Cryptarithmetic puzzle
//
// First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
// where each letter represents a unique digit.
//
// This problem has 72 different solutions in base 10.
#include <cstdint>
#include <vector>

#include "absl/flags/flag.h"
#include "absl/log/flags.h"
#include "ortools/base/init_google.h"
#include "ortools/base/logging.h"
#include "ortools/constraint_solver/constraint_solver.h"

namespace operations_research {

// Helper functions.
IntVar* MakeBaseLine2(Solver* s, IntVar* const v1, IntVar* const v2,
                      const int64_t base) {
  return s->MakeSum(s->MakeProd(v1, base), v2)->Var();
}

IntVar* MakeBaseLine3(Solver* s, IntVar* const v1, IntVar* const v2,
                      IntVar* const v3, const int64_t base) {
  std::vector<IntVar*> tmp_vars;
  std::vector<int64_t> coefficients;
  tmp_vars.push_back(v1);
  coefficients.push_back(base * base);
  tmp_vars.push_back(v2);
  coefficients.push_back(base);
  tmp_vars.push_back(v3);
  coefficients.push_back(1);

  return s->MakeScalProd(tmp_vars, coefficients)->Var();
}

IntVar* MakeBaseLine4(Solver* s, IntVar* const v1, IntVar* const v2,
                      IntVar* const v3, IntVar* const v4, const int64_t base) {
  std::vector<IntVar*> tmp_vars;
  std::vector<int64_t> coefficients;
  tmp_vars.push_back(v1);
  coefficients.push_back(base * base * base);
  tmp_vars.push_back(v2);
  coefficients.push_back(base * base);
  tmp_vars.push_back(v3);
  coefficients.push_back(base);
  tmp_vars.push_back(v4);
  coefficients.push_back(1);

  return s->MakeScalProd(tmp_vars, coefficients)->Var();
}

void CPIsFunCp() {
  // Instantiate the solver.
  Solver solver("CP is fun!");

  const int64_t kBase = 10;

  // Define decision variables.
  IntVar* const c = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "C");
  IntVar* const p = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "P");
  IntVar* const i = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "I");
  IntVar* const s = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "S");
  IntVar* const f = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "F");
  IntVar* const u = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "U");
  IntVar* const n = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "N");
  IntVar* const t = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "T");
  IntVar* const r = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "R");
  IntVar* const e = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "E");

  // We need to group variables in a vector to be able to use
  // the global constraint AllDifferent
  std::vector<IntVar*> letters{c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

  // Check if we have enough digits
  CHECK_GE(kBase, letters.size());

  // Define constraints.
  solver.AddConstraint(solver.MakeAllDifferent(letters));

  // CP + IS + FUN = TRUE
  IntVar* const term1 = MakeBaseLine2(&solver, c, p, kBase);
  IntVar* const term2 = MakeBaseLine2(&solver, i, s, kBase);
  IntVar* const term3 = MakeBaseLine3(&solver, f, u, n, kBase);
  IntVar* const sum_terms =
      solver.MakeSum(solver.MakeSum(term1, term2), term3)->Var();

  IntVar* const sum = MakeBaseLine4(&solver, t, r, u, e, kBase);

  solver.AddConstraint(solver.MakeEquality(sum_terms, sum));

  int num_solutions = 0;
  // Create decision builder to search for solutions.
  DecisionBuilder* const db = solver.MakePhase(
      letters, Solver::CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver::ASSIGN_MIN_VALUE);
  solver.NewSearch(db);
  while (solver.NextSolution()) {
    LOG(INFO) << "C=" << c->Value() << " " << "P=" << p->Value() << " "
              << "I=" << i->Value() << " " << "S=" << s->Value() << " "
              << "F=" << f->Value() << " " << "U=" << u->Value() << " "
              << "N=" << n->Value() << " " << "T=" << t->Value() << " "
              << "R=" << r->Value() << " " << "E=" << e->Value();

    // Is CP + IS + FUN = TRUE?
    CHECK_EQ(p->Value() + s->Value() + n->Value() +
                 kBase * (c->Value() + i->Value() + u->Value()) +
                 kBase * kBase * f->Value(),
             e->Value() + kBase * u->Value() + kBase * kBase * r->Value() +
                 kBase * kBase * kBase * t->Value());
    num_solutions++;
  }
  solver.EndSearch();
  LOG(INFO) << "Number of solutions found: " << num_solutions;
}

}  // namespace operations_research

int main(int argc, char** argv) {
  InitGoogle(argv[0], &argc, &argv, true);
  absl::SetFlag(&FLAGS_stderrthreshold, 0);
  operations_research::CPIsFunCp();
  return EXIT_SUCCESS;
}

Java

// Cryptarithmetic puzzle
//
// First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
// where each letter represents a unique digit.
//
// This problem has 72 different solutions in base 10.
package com.google.ortools.constraintsolver.samples;
import com.google.ortools.Loader;
import com.google.ortools.constraintsolver.DecisionBuilder;
import com.google.ortools.constraintsolver.IntVar;
import com.google.ortools.constraintsolver.Solver;

/** Cryptarithmetic puzzle. */
public final class CpIsFunCp {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Loader.loadNativeLibraries();
    // Instantiate the solver.
    Solver solver = new Solver("CP is fun!");

    final int base = 10;

    // Decision variables.
    final IntVar c = solver.makeIntVar(1, base - 1, "C");
    final IntVar p = solver.makeIntVar(0, base - 1, "P");
    final IntVar i = solver.makeIntVar(1, base - 1, "I");
    final IntVar s = solver.makeIntVar(0, base - 1, "S");
    final IntVar f = solver.makeIntVar(1, base - 1, "F");
    final IntVar u = solver.makeIntVar(0, base - 1, "U");
    final IntVar n = solver.makeIntVar(0, base - 1, "N");
    final IntVar t = solver.makeIntVar(1, base - 1, "T");
    final IntVar r = solver.makeIntVar(0, base - 1, "R");
    final IntVar e = solver.makeIntVar(0, base - 1, "E");

    // Group variables in a vector so that we can use AllDifferent.
    final IntVar[] letters = new IntVar[] {c, p, i, s, f, u, n, t, r, e};

    // Verify that we have enough digits.
    if (base < letters.length) {
      throw new Exception("base < letters.Length");
    }

    // Define constraints.
    solver.addConstraint(solver.makeAllDifferent(letters));

    // CP + IS + FUN = TRUE
    final IntVar sum1 =
        solver
            .makeSum(new IntVar[] {p, s, n,
                solver.makeProd(solver.makeSum(new IntVar[] {c, i, u}).var(), base).var(),
                solver.makeProd(f, base * base).var()})
            .var();
    final IntVar sum2 = solver
                            .makeSum(new IntVar[] {e, solver.makeProd(u, base).var(),
                                solver.makeProd(r, base * base).var(),
                                solver.makeProd(t, base * base * base).var()})
                            .var();
    solver.addConstraint(solver.makeEquality(sum1, sum2));

    int countSolution = 0;
    // Create the decision builder to search for solutions.
    final DecisionBuilder db =
        solver.makePhase(letters, Solver.CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver.ASSIGN_MIN_VALUE);
    solver.newSearch(db);
    while (solver.nextSolution()) {
      System.out.println("C=" + c.value() + " P=" + p.value());
      System.out.println(" I=" + i.value() + " S=" + s.value());
      System.out.println(" F=" + f.value() + " U=" + u.value());
      System.out.println(" N=" + n.value() + " T=" + t.value());
      System.out.println(" R=" + r.value() + " E=" + e.value());

      // Is CP + IS + FUN = TRUE?
      if (p.value() + s.value() + n.value() + base * (c.value() + i.value() + u.value())
              + base * base * f.value()
          != e.value() + base * u.value() + base * base * r.value()
              + base * base * base * t.value()) {
        throw new Exception("CP + IS + FUN != TRUE");
      }
      countSolution++;
    }
    solver.endSearch();
    System.out.println("Number of solutions found: " + countSolution);
  }

  private CpIsFunCp() {}
}

C#

// Cryptarithmetic puzzle
//
// First attempt to solve equation CP + IS + FUN = TRUE
// where each letter represents a unique digit.
//
// This problem has 72 different solutions in base 10.
using System;
using Google.OrTools.ConstraintSolver;

public class CpIsFunCp
{
    public static void Main(String[] args)
    {
        // Instantiate the solver.
        Solver solver = new Solver("CP is fun!");

        const int kBase = 10;

        // Decision variables.
        IntVar c = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "C");
        IntVar p = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "P");
        IntVar i = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "I");
        IntVar s = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "S");
        IntVar f = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "F");
        IntVar u = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "U");
        IntVar n = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "N");
        IntVar t = solver.MakeIntVar(1, kBase - 1, "T");
        IntVar r = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "R");
        IntVar e = solver.MakeIntVar(0, kBase - 1, "E");

        // Group variables in a vector so that we can use AllDifferent.
        IntVar[] letters = new IntVar[] { c, p, i, s, f, u, n, t, r, e };

        // Verify that we have enough digits.
        if (kBase < letters.Length)
        {
            throw new Exception("kBase < letters.Length");
        }

        // Define constraints.
        solver.Add(letters.AllDifferent());

        // CP + IS + FUN = TRUE
        solver.Add(p + s + n + kBase * (c + i + u) + kBase * kBase * f ==
                   e + kBase * u + kBase * kBase * r + kBase * kBase * kBase * t);

        int SolutionCount = 0;
        // Create the decision builder to search for solutions.
        DecisionBuilder db = solver.MakePhase(letters, Solver.CHOOSE_FIRST_UNBOUND, Solver.ASSIGN_MIN_VALUE);
        solver.NewSearch(db);
        while (solver.NextSolution())
        {
            Console.Write("C=" + c.Value() + " P=" + p.Value());
            Console.Write(" I=" + i.Value() + " S=" + s.Value());
            Console.Write(" F=" + f.Value() + " U=" + u.Value());
            Console.Write(" N=" + n.Value() + " T=" + t.Value());
            Console.Write(" R=" + r.Value() + " E=" + e.Value());
            Console.WriteLine();

            // Is CP + IS + FUN = TRUE?
            if (p.Value() + s.Value() + n.Value() + kBase * (c.Value() + i.Value() + u.Value()) +
                    kBase * kBase * f.Value() !=
                e.Value() + kBase * u.Value() + kBase * kBase * r.Value() + kBase * kBase * kBase * t.Value())
            {
                throw new Exception("CP + IS + FUN != TRUE");
            }
            SolutionCount++;
        }
        solver.EndSearch();
        Console.WriteLine($"Number of solutions found: {SolutionCount}");
    }
}