C #
Soluzione di assemblaggio quasi completamente casuale e grezza. Per quanto riguarda C # e praticamente qualsiasi altra piattaforma, questo è il livello più basso possibile. Fortunatamente, C # consente di definire metodi durante il runtime in IL (IL è un linguaggio intermedio, il codice byte di .NET, simile all'assembly). L'unica limitazione di questo codice è che ho scelto alcuni codici operativi (su centinaia) con una distribuzione arbitraria che sarebbe necessaria per la soluzione perfetta. Se consentiamo tutti i codici operativi, le possibilità di un programma di lavoro sono ridotte a nessuno, quindi questo è necessario (come puoi immaginare, ci sono molti modi in cui le istruzioni di assemblaggio casuali possono andare in crash, ma per fortuna, non riducono l'intero programma in .NET). Oltre alla gamma di possibili codici operativi, è completamente casuale sezionando e tagliando i codici operativi IL senza alcun tipo di suggerimento.
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);
}
}
}
}
Mi dispiace non ho ottenuto risultati finora perché anche con i test per 1..99 (anziché 1..9999) è piuttosto lento e sono troppo stanco. Ti risponderò domani.
EDIT: ho finito il programma e l'ho modificato molto. Ora, se premi CTRL-C, finirà la corsa corrente e produrrà i risultati in file. Attualmente, le uniche soluzioni praticabili che produce sono programmi che restituiscono sempre un numero costante. Sto iniziando a pensare che le possibilità di un programma di lavoro più avanzato siano astronomicamente ridotte. Comunque continuerò a funzionare per qualche tempo.
EDIT: continuo a modificare l'algoritmo, è un giocattolo perfetto per un fanatico come me. Una volta ho visto un programma generato che in realtà faceva alcuni calcoli casuali e non restituiva sempre un numero costante. Sarebbe fantastico eseguirlo su pochi milioni di CPU contemporaneamente :). Continuerà a eseguirlo.
EDIT: Ecco il risultato di alcuni calcoli completamente casuali. Salta intorno e resta a 17 per il resto degli indici. Non si accorgerà presto.
EDIT: sta diventando più complicato. Ovviamente, come ci si aspetterebbe, non assomiglia affatto all'algoritmo digitsum corretto, ma si sta impegnando molto. Guarda, un programma di assemblaggio generato dal computer!
no librariessignifica nessuna libc?