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 * ms4x4.c: ４×４魔方陣を全て求める．
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 * 奥村晴彦「アルゴリズム辞典」(日本評論社) に載っている全ての４方陣を
 * 求めるプログラムです．
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#include <stdio.h>

#define B(x)        if (ok[x]) { ok[x] = 0;
#define E(x)        ok[x] = 1; }
#define foreach(x)  for (x = 1; x <= 16; x++)
#define FORMAT      "%2d,%2d,%2d,%2d,\n"

int main()
{
    int m11, m12, m13, m14,
        m21, m22, m23, m24,
        m31, m32, m33, m34,
        m41, m42, m43, m44;
    int i, count=0;
    int ok11[40], *ok=ok11+11;   /* ok[-11..28] */  

    for (i=-11; i<= 0; i++) ok[i]=0;
    for (i=  1; i<=16; i++) ok[i]=1;
    for (i= 17; i<=28; i++) ok[i]=0;

    foreach(m11) B(m11)
    for (m44=m11+1; m44<=16; m44++) B(m44)
    for (m14=m11+1; m14<=16; m14++) B(m14)
    m41=34-m11-m14-m44; if(m41>m14) B(m41)
        foreach(m22) B(m22) m33=34-m11-m22-m44; B(m33)
        foreach(m23) B(m23) m32=34-m14-m23-m41; B(m32)
        foreach(m12) B(m12) m13=34-m11-m12-m14; B(m13) 
                            m42=34-m12-m22-m32; B(m42)
                            m43=34-m13-m23-m33; B(m43) 
        foreach(m21) B(m21) m31=34-m11-m21-m41; B(m31)
                            m24=34-m21-m22-m23; B(m24)
                            m34=34-m31-m32-m33;
                            if (ok[m34]) {
                                printf("%%%% No.%3d\n", ++count);
                                if (m11+m33 == 17) 
                                    printf("\\PanMagic4{\n");
                                else
                                    printf("\\Magic4{\n");
                                printf(FORMAT, m11, m12, m13, m14);
                                printf(FORMAT, m21, m22, m23, m24);
                                printf(FORMAT, m31, m32, m33, m34);
                                printf(FORMAT, m41, m42, m43, m44);
                                printf("}\n");
                            }
        E(m24) E(m31) E(m21) 
        E(m43) E(m42) E(m13) E(m12)
        E(m32) E(m23)
        E(m33) E(m22)
    E(m41) E(m14) E(m44)
    E(m11)
    getchar();
    return 0;
}