C #
Почти полностью случайное и необработанное решение для сборки. Что касается C # и практически любой другой платформы, это настолько низкий уровень, насколько это возможно. К счастью, C # позволяет вам определять методы во время выполнения в IL (IL - это промежуточный язык, байт-код .NET, похожий на ассемблер). Единственным ограничением этого кода является то, что я выбрал несколько кодов операций (из сотен) с произвольным распределением, которые были бы необходимы для идеального решения. Если мы разрешим все коды операций, шансы работающей программы невелики, так что это необходимо (как вы можете себе представить, есть много разных способов, которые могут привести к сбою инструкций случайной сборки, но, к счастью, они не разрушают всю программу в .NET). Помимо диапазона возможных кодов операций, это абсолютно случайные коды операций IL без намека на подсказки.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Reflection.Emit;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
namespace codegolf
{
class Program
{
// decompile this into IL to find out the opcodes needed for the perfect algo
static int digitsumbest(int i)
{
var ret = 0;
while (i > 0)
{
ret += i % 10;
i /= 10;
}
return ret;
}
delegate int digitsumdelegate(int num);
static Thread bgthread;
// actually runs the generated code for one index
// it is invoked in a background thread, which we save so that it can be aborted in case of an infinite loop
static int run(digitsumdelegate del, int num)
{
bgthread = Thread.CurrentThread;
try
{
return del(num);
}
catch (ThreadAbortException)
{
bgthread = null;
throw;
}
}
// evaluates a generated code for some inputs and calculates an error level
// also supports a full run with logging
static long evaluate(digitsumdelegate del, TextWriter sw)
{
var error = 0L;
List<int> numbers;
if (sw == null) // quick evaluation
numbers = Enumerable.Range(1, 30).Concat(Enumerable.Range(1, 70).Select(x => 5000 + x * 31)).ToList();
else // full run
numbers = Enumerable.Range(1, 9999).ToList();
foreach (var num in numbers)
{
try
{
Func<digitsumdelegate, int, int> f = run;
bgthread = null;
var iar = f.BeginInvoke(del, num, null, null);
if (!iar.AsyncWaitHandle.WaitOne(10))
{
bgthread.Abort();
while (bgthread != null) ;
throw new Exception("timeout");
}
var result = f.EndInvoke(iar);
if (sw != null)
sw.WriteLine("{0};{1};{2};", num, digitsumbest(num), result);
var diff = result == 0 ? 15 : (result - digitsumbest(num));
if (diff > 50 || diff < -50)
diff = 50;
error += diff * diff;
}
catch (InvalidProgramException)
{
// invalid IL code, happens a lot, so let's make a shortcut
if (sw != null)
sw.WriteLine("invalid program");
return numbers.Count * (50 * 50) + 1;
}
catch (Exception ex)
{
if (sw != null)
sw.WriteLine("{0};{1};;{2}", num, digitsumbest(num), ex.Message);
error += 50 * 50;
}
}
return error;
}
// generates code from the given byte array
static digitsumdelegate emit(byte[] ops)
{
var dm = new DynamicMethod("w", typeof(int), new[] { typeof(int) });
var ilg = dm.GetILGenerator();
var loc = ilg.DeclareLocal(typeof(int));
// to support jumping anywhere, we will assign a label to every single opcode
var labels = Enumerable.Range(0, ops.Length).Select(x => ilg.DefineLabel()).ToArray();
for (var i = 0; i < ops.Length; i++)
{
ilg.MarkLabel(labels[i]);
// 3 types of jumps with 23 distribution each, 11 types of other opcodes with 17 distribution each = all 256 possibilities
// the opcodes were chosen based on the hand-coded working solution
var c = ops[i];
if (c < 23)
ilg.Emit(OpCodes.Br_S, labels[(i + 1 + c) % labels.Length]);
else if (c < 46)
ilg.Emit(OpCodes.Bgt_S, labels[(i + 1 + c - 23) % labels.Length]);
else if (c < 69)
ilg.Emit(OpCodes.Bge_S, labels[(i + 1 + c - 46) % labels.Length]);
else if (c < 86)
ilg.Emit(OpCodes.Ldc_I4, c - 70); // stack: +1
else if (c < 103)
ilg.Emit(OpCodes.Dup); // stack: +1
else if (c < 120)
ilg.Emit(OpCodes.Ldarg_0); // stack: +1
else if (c < 137)
ilg.Emit(OpCodes.Starg_S, 0); // stack: -1
else if (c < 154)
ilg.Emit(OpCodes.Ldloc, loc); // stack: +1
else if (c < 171)
ilg.Emit(OpCodes.Stloc, loc); // stack: -1
else if (c < 188)
ilg.Emit(OpCodes.Mul); // stack: -1
else if (c < 205)
ilg.Emit(OpCodes.Div); // stack: -1
else if (c < 222)
ilg.Emit(OpCodes.Rem); // stack: -1
else if (c < 239)
ilg.Emit(OpCodes.Add); // stack: -1
else
ilg.Emit(OpCodes.Sub); // stack: -1
}
ilg.Emit(OpCodes.Ret);
return (digitsumdelegate)dm.CreateDelegate(typeof(digitsumdelegate));
}
static void Main(string[] args)
{
System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.Idle;
var rnd = new Random();
// the first list is just 10 small random ones
var best = new List<byte[]>();
for (var i = 0; i < 10; i++)
{
var initial = new byte[5];
for (var j = 0; j < initial.Length; j++)
initial[j] = (byte)rnd.Next(256);
best.Add(initial);
}
// load the best result from the previous run, if it exists
if (File.Exists("best.txt"))
best[0] = File.ReadAllLines("best.txt").Select(x => byte.Parse(x)).ToArray();
var stop = false;
// handle nice stopping with ctrl-c
Console.CancelKeyPress += (s, e) =>
{
stop = true;
e.Cancel = true;
};
while (!stop)
{
var candidates = new List<byte[]>();
// leave the 10 best arrays, plus generate 9 consecutive mutations for each of them = 100 candidates
for (var i = 0; i < 10; i++)
{
var s = best[i];
candidates.Add(s);
for (var j = 0; j < 9; j++)
{
// the optimal solution is about 20 opcodes, we keep the program length between 15 and 40
switch (rnd.Next(s.Length >= 40 ? 2 : 0, s.Length <= 15 ? 3 : 5))
{
case 0: // insert
case 1:
var c = new byte[s.Length + 1];
var idx = rnd.Next(0, s.Length);
Array.Copy(s, 0, c, 0, idx);
c[idx] = (byte)rnd.Next(256);
Array.Copy(s, idx, c, idx + 1, s.Length - idx);
candidates.Add(c);
s = c;
break;
case 2: // change
c = (byte[])s.Clone();
idx = rnd.Next(0, s.Length);
c[idx] = (byte)rnd.Next(256);
candidates.Add(c);
s = c;
break;
case 3: // remove
case 4: // remove
c = new byte[s.Length - 1];
idx = rnd.Next(0, s.Length);
Array.Copy(s, 0, c, 0, idx);
Array.Copy(s, idx + 1, c, idx, s.Length - idx - 1);
candidates.Add(c);
s = c;
break;
}
}
}
// score the candidates and select the best 10
var scores = Enumerable.Range(0, 100).ToDictionary(i => i, i => evaluate(emit(candidates[i]), null));
var bestidxes = scores.OrderBy(x => x.Value).Take(10).Select(x => x.Key).ToList();
Console.WriteLine("best score so far: {0}", scores[bestidxes[0]]);
best = bestidxes.Select(i => candidates[i]).ToList();
}
// output the code of the best solution
using (var sw = new StreamWriter("best.txt"))
{
foreach (var b in best[0])
sw.WriteLine(b);
}
// create a CSV file with the best solution
using (var sw = new StreamWriter("best.csv"))
{
sw.WriteLine("index;actual;generated;error");
evaluate(emit(best[0]), sw);
}
}
}
}
Извините, у меня пока нет результатов, потому что даже тестирование на 1..99 (вместо 1..9999) довольно медленное, и я слишком устал. Вернемся к вам завтра.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Я закончил программу и много ее подправил. Теперь, если вы нажмете CTRL-C, он завершит текущий запуск и выведет результаты в виде файлов. В настоящее время единственные жизнеспособные решения, которые он производит, - это программы, которые всегда возвращают постоянное число. Я начинаю думать, что шансы на более продвинутую рабочую программу астрономически невелики. Во всяком случае, я буду продолжать работать некоторое время.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Я продолжаю дорабатывать алгоритм, это идеальная игрушка для гика, как я. Однажды я видел сгенерированную программу, которая фактически выполняла некоторую случайную математику и не всегда возвращала постоянное число. Было бы здорово запустить его на нескольких миллионах процессоров одновременно :). Будет продолжать это.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот результат какой-то совершенно случайной математики. Он прыгает вокруг и остается на 17 для остальных индексов. Это не станет сознательным в ближайшее время.
РЕДАКТИРОВАТЬ: это становится все сложнее. Конечно, как и следовало ожидать, он не похож на правильный алгоритм цифровой обработки, но он старается изо всех сил. Смотри, компьютерная программа сборки!
no librariesразрешено в виду не Libc?