C #
Solução de montagem quase inteiramente aleatória e bruta. Quanto ao C # e praticamente qualquer outra plataforma, esse é o nível mais baixo possível. Felizmente, o C # permite definir métodos durante o tempo de execução em IL (IL é uma linguagem intermediária, o código de bytes do .NET, semelhante ao assembly). A única limitação desse código é que escolhi alguns opcodes (dentre centenas) com uma distribuição arbitrária que seria necessária para a solução perfeita. Se permitirmos todos os códigos de operação, as chances de um programa funcionar são reduzidas a zero; portanto, isso é necessário (como você pode imaginar, existem muitas maneiras pelas quais as instruções aleatórias de montagem podem falhar, mas, felizmente, elas não derrubam todo o programa na rede). Além da variedade de possíveis códigos de operação, são códigos de operação de divisão e distribuição de dados completamente aleatórios, sem nenhum tipo de sugestão.
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);
}
}
}
}
Desculpe, não tenho resultados até agora, porque mesmo com os testes para 1..99 (em vez de 1..9999) é muito lento e estou muito cansado. Voltarei para você amanhã.
EDIT: Eu terminei o programa e o aprimorei bastante. Agora, se você pressionar CTRL-C, ele terminará a execução atual e produzirá os resultados em arquivos. Atualmente, as únicas soluções viáveis que produz são programas que sempre retornam um número constante. Estou começando a pensar que as chances de um programa de trabalho mais avançado são astronomicamente pequenas. De qualquer forma, vou mantê-lo funcionando por algum tempo.
Edição: Eu continuo ajustando o algoritmo, é um brinquedo perfeito para um nerd como eu. Uma vez vi um programa gerado, que na verdade fazia algumas contas aleatórias e nem sempre retornava um número constante. Seria incrível executá-lo em alguns milhões de CPUs ao mesmo tempo :). Continuará executando.
EDIT: Aqui está o resultado de algumas contas completamente aleatórias. Ele pula e fica aos 17 anos pelo resto dos índices. Não ficará consciente tão cedo.
EDIT: Está ficando mais complicado. Obviamente, como seria de esperar, ele não se parece em nada com o algoritmo digitsum adequado, mas está se esforçando. Olha, um programa de montagem gerado por computador!
no librariespermitido dizer nenhum libc?