#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
#include <fstream>

using namespace std;

struct Cube {
public:
    string top;
    string bottom;
    string left;
    string right;
    string front;
    string back;

    void rotate(int direction) {
        string tmp;
        switch (direction) {
            case 1:
                tmp = left;
                left = front;
                front = right;
                right = back;
                back = tmp;
                break;
            case 2:
                tmp = top;
                top = front;
                front = bottom;
                bottom = back;
                back = tmp;
                break;
            case 3:
                tmp = top;
                top = right;
                right = bottom;
                bottom = left;
                left = tmp;
                break;
        }
    }
};

Cube createCube(string top, string bottom, string left, string right, string front, string back) {
    Cube cube = Cube();
    cube.top = top;
    cube.bottom = bottom;
    cube.left = left;
    cube.right = right;
    cube.front = front;
    cube.back = back;
    return cube;
}

bool allDistinct(vector<string> arr) {
    set<string> arr2(begin(arr), end(arr));
    return arr2.size() == arr.size();
}

bool validate(vector<Cube> &cubes) {
    vector<string> frontArr;
    vector<string> topArr;
    vector<string> backArr;
    vector<string> bottomArr;

    for (Cube cube : cubes) {
        frontArr.push_back(cube.front);
        topArr.push_back(cube.top);
        backArr.push_back(cube.back);
        bottomArr.push_back(cube.bottom);
    }
    return allDistinct(frontArr) && allDistinct(topArr) && allDistinct(backArr) && allDistinct(bottomArr);
}

void permute(vector<Cube> &cubes, int cubeNumber, int mistakes, int i, int j, int k) {
    vector<Cube> subcubes;
    for (int n = 0; n < cubeNumber; n++) {
        subcubes.push_back(cubes[n]);
    }
    bool stop = false;

    if (validate(subcubes)) {
        if (cubeNumber < 4)
            permute(cubes, cubeNumber + 1, mistakes, 0, 0, 0);
    } else {
        if (i < 5)
            cubes[cubeNumber - 1].rotate(1);
        else if (j < 5) {
            i = 0;
            cubes[cubeNumber - 1].rotate(2);
            j++;
        } else if (k < 5) {
            i = 0;
            j = 0;
            cubes[cubeNumber - 1].rotate(3);
            k++;
        } else {
            if (mistakes < 4) {
                mistakes++;
                cubes[0].rotate(2);
            } else {
                mistakes = 0;
                cubes[0].rotate(3);
            }
            permute(cubes, 2, mistakes, 0, 0, 0);
            stop = true;
        }
        if (!stop) {
            i++;
            permute(cubes, cubeNumber, mistakes, i, j, k);
        }
    }
}

string getSolution(vector<Cube> &cubes) {
    int cubeNum = 1;
    string res = "";
    for (Cube &cube : cubes) {
        res += "\nРешение для кубика №" + to_string(cubeNum) + '\n';
        res += "top = " + cube.top + '\n';
        res += "bottom = " + cube.bottom + '\n';
        res += "left = " + cube.left + '\n';
        res += "right = " + cube.right + '\n';
        res += "front = " + cube.front + '\n';
        res += "back = " + cube.back + '\n';
        cubeNum++;
    }
    return res;
}

bool isUserWantToSave() {
    bool notCorrect = true;
    string choice;
    cout << "Хотите сохранить результат в файл?" << endl;
    while(notCorrect) {
        cout << "Введите либо [д], либо [н]" << endl;
        getline(cin, choice);
        if(choice == "д" || choice == "н")
            notCorrect = false;
    }
    return choice == "д";
}

void saveResult(string res) {
    if(isUserWantToSave()) {
        cout << "Введите полное имя файла" << endl;
        string filePath;
        getline(cin, filePath);
        ofstream outputFile(filePath);
        if(outputFile.is_open()) {
            outputFile << res;
            cout << "Результат успешно сохранен в файл." << endl;
        } else
            cout << "Произошла ошибка при попытке сохранить данные в файл." << endl;
    }
}

int main() {
    cout
            << "Данная программа решает головоломку с кубиками, меняя стороны кубиков таким образом, чтобы они образовывали прямоугольную призму, каждая боковая грань которой раскрашена во все четыре цвета."
            << endl;
    Cube cube1 = createCube("голубой", "красный", "зеленый", "зеленый", "белый", "голубой");
    Cube cube2 = createCube("зеленый", "красный", "красный", "красный", "белый", "голубой");
    Cube cube3 = createCube("зеленый", "красный", "белый", "голубой", "белый", "зеленый");
    Cube cube4 = createCube("белый", "зеленый", "красный", "голубой", "белый", "голубой");
    vector<Cube> cubes = {cube1, cube2, cube3, cube4};
    permute(cubes, 2, 1, 0, 0, 0);
    string solution = getSolution(cubes);
    cout << solution << endl;
    saveResult(solution);
    return 0;
}