O 3x3 Hexa Prime Square Puzzle

Introdução

Consideramos quadrados 3x3 de dígitos hexadecimais (de 0a F) como:

2 E 3    1 F 3
8 1 5    7 2 7
D D 5    B B 9

Definimos um Hexa Prime Square 3x3 ( HPS3 ) como um quadrado para o qual todos os números hexadecimais lidos da esquerda para a direita e de cima para baixo são números primos ímpares (ou seja, números primos maiores que 2).

Isso é verdadeiro para o quadrado esquerdo e falso para o quadrado direito:

2 E 3 --> 0x2E3 = 739       1 F 3 --> 0x1F3 = 499
8 1 5 --> 0x815 = 2069      7 2 7 --> 0x727 = 1831
D D 5 --> 0xDD5 = 3541      B B 9 --> 0xBB9 = 3001
| | |                       | | |
| | +---> 0x355 = 853       | | +---> 0x379 = 889 = 7 x 127
| +-----> 0xE1D = 3613      | +-----> 0xF2B = 3883 = 11 x 353
+-------> 0x28D = 653       +-------> 0x17B = 379

Objetivo

Dada uma lista de 9 dígitos hexadecimais, seu objetivo é encontrar um arranjo que forme um HPS3.

Exemplo:

Input: 123558DDE
Possible output: 2E3815DD5 (a flattened representation of the above left example)

Entrada / Saída

Os formatos de entrada e saída são flexíveis. O único requisito é que os dígitos de saída sejam ordenados da esquerda para a direita e de cima para baixo. Abaixo estão algumas opções possíveis:

"2E3815DD5"
[ 0x2, 0xE, 0x3, 0x8, 0x1, 0x5, 0xD, 0xD, 0x5 ]
[ "2", "E", "3", "8", "1", "5", "D", "D", "5" ]
[
  [ 0x2, 0xE, 0x3 ],
  [ 0x8, 0x1, 0x5 ],
  [ 0xD, 0xD, 0x5 ]
]
[ "2E3", "815", "DD5" ]
etc.

Não é necessário usar o mesmo formato para entrada e saída.

Regras

• Isso é código-golfe, então a resposta mais curta em bytes vence. As brechas padrão são proibidas.
• Seu algoritmo deve ser determinístico
• Você não pode simplesmente classificar a matriz até que ela seja válida, mesmo de maneira determinística (usando uma semente aleatória constante).
• Você pode listar todas as soluções possíveis para uma determinada entrada, mas isso não é necessário nem está sujeito a um bônus.
• Você não precisa dar suporte a entradas que não admitem nenhuma solução. (Está perfeitamente bem se o seu código estiver repetindo para sempre ou travando nesse caso.)

Casos de teste

Input       Possible output
---------------------------
123558dde   2e3815dd5
1155578ab   a7b851551
03bddffff   ffd0dfb3f
35899beff   8f99e3bf5
15899bbdf   581bb9fd9
14667799f   6f1469779
13378bcdd   78d1cd33b
24577bbdd   7274bd5db
1118bbddd   11b18dbdd
223556cdd   623c25dd5
12557899a   8a5295971
113579bbd   5b3db7191

05AB1E , 23 21 bytes

Usa a codificação CP-1252 .

œJvy3ôD€SøJìHDps2›*P—

Muito lento para o TIO.

Explicação

œJ                     # all permutations of input as strings
  v                    # for each permutation
                       # EXAMPLE: 2E3815DD5
   y3ô                 # split in pieces of 3
                       # EXAMPLE: ['2E3','815','DD5']
      D                # duplicate
                       # EXAMPLE: ['2E3','815','DD5'], ['2E3','815','DD5']
       €SøJ            # zip the copy to swap rows and columns 
                       # EXAMPLE: ['2E3','815','DD5'], ['28D','E1D','355']
           ì           # attach them to the same list
                       # EXAMPLE: ['2E3','815','DD5','28D','E1D','355']
            H          # convert from base 16 to base 10
                       # EXAMPLE: [739, 2069, 3541, 653, 3613, 853]
             D         # duplicate
                       # EXAMPLE: [739, 2069, 3541, 653, 3613, 853],[739, 2069, 3541, 653, 3613, 853]
              p        # check first copy for primality
                       # EXAMPLE: [739, 2069, 3541, 653, 3613, 853],[1,1,1,1,1,1]
               s2›     # check that each in second copy is larger than 2
                       # EXAMPLE: [1,1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1,1]
                  *    # pairwise multiplication
                       # EXAMPLE: [1,1,1,1,1,1]
                   P   # product (1 if all were primes larger than 2, else 0)
                       # EXAMPLE: 1
                    —  # if 1, print y
                       # EXAMPLE: 2E3815DD5

Python 2, 212 206 197 194 bytes

Requer entrada entre aspas, como "123558dde"

from itertools import*
k,p,P=3,4,[]
while k<5e3:P+=[k][:p%k];p*=k;k+=1
print[s for s in map(''.join,permutations(input()))if all(int(s[3*i:][:3],16)in P and int(s[i::3],16)in P for i in(0,1,2))]

Salvando 9 e 3 bytes graças a Jonathan Allan

Encontrado novo filtro principal do xnor (modificado o quadrado de distância, já que não queremos 2 como primos aqui), o filtro principal antigo é de Bob

Pitão, 23 21 bytes

f*F}R-Pd2iR16sCBc3T.p

O tempo limite termina online, mas termina em 1,5 minutos no meu laptop. Recebe entrada entre aspas.

Explicação

f*F}R-Pd2iR16sCBc3T.p
                   .pQ     permutations of input (implicit Q)
f                 T        filter each T:
                c3             divide into rows
              CB               make pair (rows, columns)
             s                 join those lists
         iR16                  interpret items as hex
   }R                          check if each number d is in
      Pd                           its prime factors
     -  2                          with twos removed
 *F                            product (also known as all)
                           implicitly print matches

Geléia , 34 30 bytes

i@€ØH’
s3µ;ZÇ€ḅ⁴µ>2aÆPẠ
Œ!ÇÐfḢ

(Eu devo poder usar um nfind para buscar a primeira correspondência, 1#no lugar deÐfḢ , por menos bytes e mais velocidade, mas estou vendo erros quando tento. EDIT: escreveu algumas alterações para possivelmente implementar isso no Jelly.)

Pesquisa por força bruta de todas as permutações, filtrada pelos critérios, retornando a primeira correspondência.
Muito lento para TtyItOnline. Exemplos de saída local:

C:\Jelly\jelly-master>python jelly -fu test.txt "123558DDE"
28DE1D355
C:\Jelly\jelly-master>python jelly -fu test.txt "1155578AB"
11B8A5557

Quão?

i@€ØH’ - Link 1, convert from hexadecimal string to integer list: string
   ØH  - yield hexadecimal characters, "0123456789ABCDEF"
i@€    - index of €ach character of s in hex chars
     ’ - decrement (vectorises) (from 1 based jelly index to place value)

s3µ;ZÇ€ḅ⁴µ>2aÆPẠ - Link 2, check if a flattened square is "all prime": string
s3               - split into threes (rows)
  µ              - monadic chain separation
   ;             - concatenate with
    Z            - transpose (columns)
     Ç€          - call last link (1) as a monad for €ach string in the list
                       -> list of integer lists
       ḅ⁴        - convert from base 16 (vectorises) -> list of decimals
         µ       - monadic chain separation
          >2     - greater than 2
            a    - and
             ÆP  - isPrime? -> list of 1s and 0s
               Ạ - all truthy?

Œ!ÇÐfḢ  - Main link: string
Œ!      - all permutations of the string
   Ðf   - filter keeping entries that evaluate to truthily for
  Ç     - last link (3) as a monad
     Ḣ  - head - return first entry

J, 49 bytes

[:(#~([:*/@(2&<*1&p:)@(,&dfh|:)_3]\])"{)i.@!@#A.]

Pesquisa por força bruta que testa todas as permutações e gera todas as permutações que satisfazem as condições do quebra-cabeça.

O desempenho é bom o suficiente para calcular cada caso de teste em cerca de 3 segundos.

Uso

   f =: [:(#~([:*/@(2&<*1&p:)@(,&dfh|:)_3]\])"{)i.@!@#A.]
   f '123558dde'
28de1d355
28de1d355
28de1d355
28de1d355
2e3815dd5
2e3815dd5
2e3815dd5
2e3815dd5
   timex 'f ''123558dde'''
3.68822

Explicação

[:(#~([:*/@(2&<*1&p:)@(,&dfh|:)_3]\])"{)i.@!@#A.]  Input: string S
                                             #     Length of S
                                           !@      Factorial
                                        i.@        Range [0, len(S)!)
                                                ]  Get S
                                              A.   Find the permutations of S by index
[:(                                    )           Operate on the permutations
     (                              )"{              For each permutation P
                                   ]                   Get P
                               _3]\                    Get sublists of size 3
      [:              (       )                        Operate on the sublists
                            |:                           Transpose
                        &dfh                             Convert both the transpose and
                                                         initial from hex to decimal
                       ,                                 Join them
           (        )                                  Operate on the decimals
                1&p:                                     Test each for primality
            2&<                                          Test each if greater than 2
               *                                         Multiply them (AND)
        */@                                            Reduce using multiplication
   #~                                                Filter the permutations by those
                                                     values and return

Mathematica, 115 bytes

#<>""&@@Select[Permutations@#,And@@(PrimeQ@#&&#>2&)/@(FromDigits[#<>"",16]&/@#~Join~Transpose@#)&[#~Partition~3]&]&

A entrada deve ser uma lista de caracteres (por exemplo {"1", "2", "3", "5", "5", "8", "D", "D", "E"})

Ruby, 146 bytes

A função anônima pega uma matriz de nove números inteiros, retorna uma solução como uma matriz de nove números inteiros. Baseia-se na função auxiliar ge a require.

require'prime'
g=->x,y,z{(2<s=x<<8|y<<4|z)&&s.prime?}
->r{r.permutation{|i|a=1
3.times{|j|a&&=g[*i[j*3,3]]&&g[i[j],i[j+3],i[j+6]]}
a&&(return i)}}

Esta versão de 140 bytes imprime todas as soluções possíveis, com os números inteiros como decimais (não tenho certeza se isso é permitido).

require'prime'
g=->x,y,z{(2<s=x<<8|y<<4|z)&&s.prime?}
->r{r.permutation{|i|a=1
3.times{|j|a&&=g[*i[j*3,3]]&&g[i[j],i[j+3],i[j+6]]}
a&&p(i)}}

Ungolfed in program program

require'prime'
g=->x,y,z{(2<s=x<<8|y<<4|z)&&   #combine 3 input values, check if >2
  s.prime?}                     #and check if prime
h=->r{
  r.permutation{|i|             #iterate over all permutations
    a=1                         #a=truthy
    3.times{|j|
      a&&=g[*i[j*3,3]]&&        #check rows (3 consecutive integers)
          g[i[j],i[j+3],i[j+6]] #and columns
    }
    a&&(return i)               #if a still truthy, return solution.
  }
}

#test cases: uncomment to run. solutions do not always match example solution from OP.
a=10;b=11;c=12;d=13;e=14;f=15
#p h[[1,2,3,5,5,8,d,d,e]]   #2e3815dd5
#p h[[1,1,5,5,5,7,8,a,b]]   #a7b851551
#p h[[0,3,b,d,d,f,f,f,f]]   #ffd0dfb3f
#p h[[3,5,8,9,9,b,e,f,f]]   #8f99e3bf5
#p h[[1,5,8,9,9,b,b,d,f]]   #581bb9fd9
#p h[[1,4,6,6,7,7,9,9,f]]   #6f1469779
#p h[[1,3,3,7,8,b,c,d,d]]   #78d1cd33b
#p h[[2,4,5,7,7,b,b,d,d]]   #7274bd5db
#p h[[1,1,1,8,b,b,d,d,d]]   #11b18dbdd
#p h[[2,2,3,5,5,6,c,d,d]]   #623c25dd5
#p h[[1,2,5,5,7,8,9,9,a]]   #8a5295971
#p h[[1,1,3,5,7,9,b,b,d]]   #5b3db7191

Groovy, 134 bytes

Encontra todas as soluções possíveis e as retorna como uma matriz, retorna []se não houver uma solução.

{it.toList().permutations().collect{it.collate(3).every{x=Integer.parseInt(it.join(),16);(2..x**0.5).every{x%it>0};}?it.join():0}-[0]}

Exemplo de entrada: 123558dde
Saída:

[8235d5e1d, 2dd851e35, 815e352dd, 2e3d5518d, d2d3e5581, 853de5d21, 2dd3558e1, 2dd3e5581, 2e355d18d, 2518dd3e5, dd52e3185, e1d5d5283, 823ed1d55, 28d3e515d, 28d15de35, e351258dd, e5dd21853, 851d2d3e5, ed515d283, 2dd3e5185, 85de35d21, 5d1ed5823, 8dd355e21, d2d3e5815, d2d3e5851, 251e358dd, 2dde35851, 8235d5ed1, 2dde35815, e3585dd21, d2d8153e5, 85d5d12e3, 21dd85e35, d8521de35, 21d85d3e5, e1d5d5823, e35581d2d, 3e52dd581, dd52e3851, dd52e3815, 3e5281dd5, 8dd1253e5, 3e5815d2d, 3e55d128d, ed515d823, de5853d21, e218dd355, d8d1253e5, d8d251e35, d8d5512e3, 2dde35581, 3e52dd851, 5d1ed5283, e21dd5853, 3e5d2185d, 2513e58dd, 2dd3e5815, 2dd3e5851, e1d823d55, 3e52dd815, 581d2de35, e3515d28d, 2e318dd55, ed1823d55, dd52813e5, dd52e3581, 2e3515d8d, 28d3e55d1, 82355de1d, 82355ded1, 2dde35185, 3e5d8d125, 85d21de35, 281dd53e5, d21d85e35, d21e35d85, 2dd8e1355, 28d5d1e35, 85d15d2e3, 2813e5dd5, 3e5d2d185, 5d1e5d283, 3e5d2d581, e1dd55823, 3558e12dd, d55283e1d, 15dde5283, 5d128d3e5, 5518dd2e3, e5d28315d, 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Exemplo de entrada: 222222222 Saída:[]

Se alguém quiser que eu comente, grite com um irmão.