PuzzlePosition

#include <assert.h>
#include <sstream>
#include <string>

class CPosition {
public:
    explicit CPosition( const std::string& source );

    // Передвижение пустышки вверх.
    CPosition Up() const;

private:
    unsigned long long data; // 16 ячеек по 4 бита каждая.
    int nullPlace;

    void setAt( int place, unsigned char value );
    unsigned char getAt( int place ) const;
};

const unsigned long long Masks[] = {
    0x000000000000000F,
    0x00000000000000F0,
    0x0000000000000F00,
    0x000000000000F000,
    0x00000000000F0000,
    0x0000000000F00000,
    0x000000000F000000,
    0x00000000F0000000,
    0x0000000F00000000,
    0x000000F000000000,
    0x00000F0000000000,
    0x0000F00000000000,
    0x000F000000000000,
    0x00F0000000000000,
    0x0F00000000000000,
    0xF000000000000000,
};

const unsigned long long AntiMasks[] = {
    0xFFFFFFFFFFFFFFF0,
    0xFFFFFFFFFFFFFF0F,
    0xFFFFFFFFFFFFF0FF,
    0xFFFFFFFFFFFF0FFF,
    0xFFFFFFFFFFF0FFFF,
    0xFFFFFFFFFF0FFFFF,
    0xFFFFFFFFF0FFFFFF,
    0xFFFFFFFF0FFFFFFF,
    0xFFFFFFF0FFFFFFFF,
    0xFFFFFF0FFFFFFFFF,
    0xFFFFF0FFFFFFFFFF,
    0xFFFF0FFFFFFFFFFF,
    0xFFF0FFFFFFFFFFFF,
    0xFF0FFFFFFFFFFFFF,
    0xF0FFFFFFFFFFFFFF,
    0x0FFFFFFFFFFFFFFF
};

CPosition::CPosition( const std::string& source ) :
    data( 0 ),
    nullPlace( 0 )
{
    std::istringstream stringStream( source );
    for( char i = 0; i < 16; ++i ) {
        unsigned short value = 0;
        stringStream >> value;
        setAt( i, static_cast<unsigned char>( value ) );
        if( value == 0 ) {
            nullPlace = i;
        }
    }
}

// Установка значения в некоторую позицию.
void CPosition::setAt( int place, unsigned char value )
{
    data = ( data & AntiMasks[place] ) | ( static_cast<long long>( value ) << ( place << 2 ) );
}

// Получение того, что лежит в некоторой позиции.
unsigned char CPosition::getAt( int place ) const
{
    return static_cast<unsigned char>( ( data & Masks[place] ) >> ( place << 2 ) );
}

CPosition CPosition::Up() const
{
    assert( nullPlace >= 4 );

    CPosition result( *this );

    // Ставим пустышку выше.
    result.setAt( nullPlace - 4, 0 );
    // Ставим то, что было выше, на то место, где была пустышка.
    result.setAt( nullPlace, getAt( nullPlace - 4 ) );
    result.nullPlace -= 4;
    return result;
}