[Prolog]十字型にライトをスイッチしてすべてのライトを点けるパズル

【ライツアウト2】https://twitter.com/puzzlegiver_bot/status/277035208719609856
ルール:
・ライトを on/off して、すべてのライトを点灯させる。
・ただし、on/off することを選んだライトの上下左右4つのライトも同時に on/off する。
参考:http://t.co/7YyBQOQ9 お気楽 Prolog プログラミング入門 / 反復深化

【ライツアウト2】https://twitter.com/puzzlegiver_bot/status/277035208719609856
ルール:
・ライトを on/off して、すべてのライトを点灯させる。
・ただし、on/off することを選んだライトの上下左右4つのライトも同時に on/off する。
参考:http://t.co/7YyBQOQ9 お気楽 Prolog プログラミング入門 / 反復深化

% 0 = 点灯(on), 1 = 消灯(off)とする。
% 解答として、すべて点灯させるためにスイッチすべきライトの成分のリストを返す。

% リスト・行列に関する諸述語
append( [], List, List ).
append( [Head|Tail], List, [Head|TailR] ) :- append(Tail, List, TailR).

at( [Head|Tail], 0, Head ).
at( [Head|Tail], Idx, Val ) :- number(Idx), Idx > 0, Idx1 is Idx - 1, at( Tail, Idx1, Val ).

at( [Head|Tail], (0, Y), Val ) :- at(Head, Y, Val).
at( [Head|Tail], (X, Y), Val ) :- X > 0, X1 is X - 1, at( Tail, (X1, Y), Val ).

reverse( [], [] ).
reverse( [Head|Tail], Reversed ) :- reverse( Tail, Remains ), append( Remains, [Head], Reversed ).

zero_list([]).
zero_list([0|Tail]) :- zero_list(Tail).
zero_matrix([]).
zero_matrix([Head|Tail]) :- zero_list(Head), zero_matrix(Tail).

between(L, L, R) :- L < R.
between(N, L, R) :- L < R, L1 is L + 1, between(N, L1, R).

% マンハッタン距離
abs( X, A ) :- number(X), X >= 0 -> A is X ; A is -X.
manhattan_distance( (Ax, Ay), (Bx, By), D ) :-
	X is Ax - Bx, abs( X, Dx ),
	Y is Ay - By, abs( Y, Dy ),
	D is Dx + Dy.
	
% 成分の順序 (辞書式順序)
positionLess( (X1, _), (X2, _) ) :- X1 < X2.
positionLess( (X, Y1), (X, Y2) ) :- Y1 < Y2.

% パズル
light_switch_pazzle( Q, A ) :- light_switch_pazzle( Q, A, (0, 1000) ).	% 省略引数
light_switch_pazzle( Q, A, (MinLv, MaxLv) ) :-
	length(Q, M), Q = [QHead|_], length(QHead, N),
	between(Limit, MinLv, MaxLv),		% 反復深化
%	write(Limit), nl,
	light_switch_pazzle_acc( (0, Limit), Q, (M, N), ARev, [] ),
	reverse(ARev, A).
	
light_switch_pazzle_acc( (Limit, Limit), Board, _, Path, Path ) :-
	zero_matrix(Board).
light_switch_pazzle_acc( (Lv, Limit), Board1, (M, N), A, Path ) :-
	Lv < Limit, Lv1 is Lv + 1,
	between(X, 0, M),
	between(Y, 0, N),
	( Path = [] ; Path = [PrevPath|_], positionLess( PrevPath, (X, Y) ) ),	% 順番違いの解を排除 (成分列を単調増加に限定する)
	light_switch( Board1, Board2, (X, Y) ),
	light_switch_pazzle_acc( (Lv1, Limit), Board2, (M, N), A, [(X, Y)|Path] ).

% 成分(X, Y)および上下左右(マンハッタン距離1以下)がスイッチした行列
light_switch( Board1, Board2, (X, Y) ) :-
	light_switch_matrix_( Board1, Board2, (X, Y), (0, 0) ).
	
light_switch_matrix_( [], [], _, _ ).
light_switch_matrix_( [Head1|Tail1], [Head2|Tail2], Point, (X, 0) ) :-
	light_switch_list_( Head1, Head2, Point, (X, 0) ),
	X1 is X + 1,
	light_switch_matrix_( Tail1, Tail2, Point, (X1, 0) ).
	
light_switch_list_( [], [], _, _ ).
light_switch_list_( [Head1|Tail1], [Head2|Tail2], Point, (X, Y) ) :-
	manhattan_distance( Point, (X, Y), D ),
	( D =< 1 -> Head2 is (1 - Head1); Head1 = Head2 ),
	Y1 is Y + 1,
	light_switch_list_( Tail1, Tail2, Point, (X, Y1) ).

% 例題
% 問題文で「最短4手」と明言されているので、実際は4手の解を探すだけで十分。
?- light_switch_pazzle( [
	[ 1, 0, 1, 1 ],
	[ 0, 0, 1, 0 ],
	[ 1, 1, 0, 1 ],
	[ 1, 0, 1, 1 ] ], Answer ).
/*
Answer:
[(0,0),(0,2),(2,0),(3,3)]	 % 最短
[(0,0),(0,3),(1,1),(2,1),(2,3),(3,1)]
[(0,0),(1,1),(1,2),(1,3),(3,0),(3,2)]
[(0,1),(1,1),(1,3),(2,0),(2,2),(2,3)]
[(0,2),(1,0),(1,1),(2,2),(3,1),(3,2)]
[(0,0),(0,1),(0,3),(1,0),(1,2),(2,1),(3,0),(3,3)]
[(0,0),(0,1),(1,0),(1,3),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)]
[(0,1),(0,2),(0,3),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),(3,3)]
[(0,1),(0,2),(1,2),(2,2),(2,3),(3,0),(3,2),(3,3)]
[(0,3),(1,0),(2,0),(2,1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3)]
[(1,0),(1,2),(1,3),(2,0),(2,2),(3,0),(3,1),(3,3)]
...
*/