जल्दी से केवल 0-9 और चार ऑपरेशन के साथ एक संख्या व्यक्त करें, साथ ही एक और अतिरिक्त


14

व्याख्या

Befunge एक द्वि-आयामी कार्यक्रम है जो स्टैक का उपयोग करता है ।

इसका मतलब है, 5 + 6 करने के लिए, आप लिखते हैं 56+, जिसका अर्थ है:

56+
5    push 5 into stack
 6   push 6 into stack
  +  pop the first two items in the stack and add them up, and push the result into stack

(to those of you who do not know stacks, "push" just means add and "pop" just means take off)

हालाँकि, हम संख्या को 56सीधे स्टैक में धकेल नहीं सकते हैं ।

ऐसा करने के लिए, हमें 78*इसके बजाय लिखना होगा, जो उत्पाद को गुणा 7और 8स्टैक में धकेलता है।

विवरण

से प्रत्येक संख्या के 1लिएn , केवल इन वर्णों से मिलकर एक स्ट्रिंग ढूंढें: 0123456789+-*/:(मैं मोडुलो का उपयोग नहीं करूंगा %।)

लक्ष्य सबसे छोटा है स्ट्रिंग ऊपर वर्णित प्रारूप का उपयोग करके, संख्या का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

उदाहरण के लिए, यदि इनपुट है 123, तो आउटपुट होगा 67*9:*+। आउटपुट का मूल्यांकन बाएं से दाएं किया जाना चाहिए।

यदि एक से अधिक स्वीकार्य आउटपुट हैं (जैसे 99*67*+कि स्वीकार्य भी है), तो किसी को भी प्रिंट किया जा सकता है (उन सभी को प्रिंट करने के लिए कोई बोनस नहीं)।

आगे की व्याख्या

यदि आपको अभी भी समझ में नहीं आया कि इसका 67*9:*+मूल्यांकन कैसे किया जाए 123, तो यहां एक विस्तृत विवरण दिया गया है।

stack    |operation|explanation
          67*9:*+
[6]       6         push 6 to stack
[6,7]      7        push 7 to stack
[42]        *       pop two from stack and multiply, then put result to stack
[42,9]       9      push 9 to stack
[42,9,9]      :     duplicate the top of stack
[42,81]        *    pop two from stack and multiply, then put result to stack
[123]           +   pop two from stack and add, then put result to stack

टी एल; डॉ

कार्यक्रम को कम से कम खोजने की जरूरत है स्ट्रिंग जो ऊपर निर्दिष्ट प्रारूप का उपयोग करके इनपुट (संख्या) का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

स्कोरिंग

  • हमने पहले ही इसे कम से कम कोड में किया है । इस बार, आकार कोई फर्क नहीं पड़ता।
  • आपकी पसंद की भाषा में मेरे ऑपरेटिंग सिस्टम (विंडोज 7 एंटरप्राइज) के लिए एक मुफ्त संकलक / दुभाषिया होना चाहिए।
  • यदि आप संकलक / दुभाषिया के लिंक को शामिल करते हैं तो बोनस (मैं बहुत आलसी हूँ)।
  • यदि संभव हो, तो कृपया मेरी सुविधा के लिए एक टाइमर शामिल करें। टाइमर से आउटपुट मान्य है।
  • स्कोर n1 मिनट में सबसे बड़ा होगा ।
  • इसका मतलब है, कार्यक्रम को 1आगे से आवश्यक प्रतिनिधित्व को प्रिंट करने की आवश्यकता है ।
  • कोई हार्ड-कोड, को छोड़कर 0के लिए 9

(अधिक) विशेषण

  • प्रोग्राम अमान्य है यदि यह किसी भी संख्या के लिए आवश्यकता से अधिक स्ट्रिंग को आउटपुट करता है।
  • 1/0=ERROR
  • 5/2=2, (-5)/2=-2, (-5)/(-2)=2,5/(-2)=-2

बहुविकल्पी

-है second-top minus top, कि अर्थ 92-रिटर्न7

इसी तरह, /है second-top divide top, कि अर्थ 92/रिटर्न4

नमूना कार्यक्रम

लुआ

गहराई-पहली खोज का उपयोग करता है।

local function div(a,b)
    if b == 0 then
        return "error"
    end
    local result = a/b
    if result > 0 then
        return math.floor(result)
    else
        return math.ceil(result)
    end
end

local function eval(expr)
    local stack = {}
    for i=1,#expr do
        local c = expr:sub(i,i)
        if c:match('[0-9]') then
            table.insert(stack, tonumber(c))
        elseif c == ':' then
            local a = table.remove(stack)
            if a then
                table.insert(stack,a)
                table.insert(stack,a)
            else
                return -1
            end
        else
            local a = table.remove(stack)
            local b = table.remove(stack)
            if a and b then
                if c == '+' then
                    table.insert(stack, a+b)
                elseif c == '-' then
                    table.insert(stack, b-a)
                elseif c == '*' then
                    table.insert(stack, a*b)
                elseif c == '/' then
                    local test = div(b,a)
                    if test == "error" then
                        return -1
                    else
                        table.insert(stack, test)
                    end
                end
            else
                return -1
            end
        end
    end
    return table.remove(stack) or -1
end

local samples, temp = {""}, {}

while true do
    temp = {}
    for i=1,#samples do
        local s = samples[i]
        if eval(s) ~= -1 or s == "" then for n in ("9876543210+-*/:"):gmatch(".") do
            table.insert(temp, s..n)
        end end
    end
    for i=1,#temp do
        local test = eval(temp[i])
        if input == test then
            print(temp[i])
            return
        end
    end
    samples = temp
end

रुको, अगर हम 56सीधे स्टैक में धक्का नहीं दे सकते, तो हम स्टैक में कैसे धक्का दे सकते हैं 78?
आर। काप

हम 56छक्के को सीधे छक्के में नहीं लगा सकते , लेकिन हम 7सात और 8आठ को अलग से ढेर में धकेल सकते हैं ।
लीकी नून

1
@ R.Kap: जब आप 56Befunge में कुछ करते हैं , तो आप अंकों को आगे बढ़ा रहे हैं , इसलिए आप एक स्टैक के साथ समाप्त होते हैं [5, 6]। प्राप्त करने के लिए नंबर 56, आप पुश करने के लिए है 7तो, 8ढेर पर, और उसके बाद गुणा उन्हें ढेर पर नंबर 56 के लिए।
एलेंडिया स्ट्राटन

1
:चीजों को बहुत पेचीदा बनाता है, इसलिए मैं परीक्षण मामलों की एक अच्छी सूची की आपूर्ति करने की सलाह 86387
दूंगा

1
5 सेकंड में सबसे बड़ा पूर्णांक एक खराब मीट्रिक है। बड़ी संख्याओं के लिए कम्प्यूटेशनल समय एकतरफा नहीं बढ़ेगा, इसलिए कई समाधान समान हार्ड-टू-कैलकुलेट नंबर पर अटक सकते हैं, हालांकि उनमें से कुछ पास के नंबर पर बहुत तेज या धीमे होते हैं।
स्पर्म

जवाबों:


7

C ++, आपके पास के कंप्यूटर पर सभी मेमोरी को विस्फोट कर रहा है

सबसे छोटी स्ट्रिंग उत्पन्न करता है जहाँ गणना कहीं हस्ताक्षरित 32-बिट पूर्णांक के अतिप्रवाह का कारण बनता है (इसलिए सभी मध्यवर्ती परिणाम सीमा में हैं [-2147483648, 2147483647]

मेरे सिस्टम पर यह 4834321.8G मेमोरी का उपयोग करते हुए 30 सेकंड में सभी नंबरों के लिए और सहित के लिए एक समाधान उत्पन्न करता है । यहां तक ​​कि उच्च संख्या मेमोरी मेमोरी को जल्दी से विस्फोट कर देगी। मैं अपने सिस्टम पर सबसे ज्यादा संख्या संभाल सकता हूं 5113906। गणना में लगभग 9 मिनट और 24GB लगते हैं। जब यह समाप्त हो जाता है तो आंतरिक रूप से 398499338मूल्यों के लिए एक समाधान होता है, सभी 32 बिट पूर्णांक (सकारात्मक और नकारात्मक) के लगभग 9%

एक C ++ 11 संकलक की आवश्यकता है। के साथ लिनक्स संकलन पर:

g++ -Wall -O3 -march=native -std=gnu++11 -s befour.cpp -o befour

-DINT64मध्यवर्ती परिणामों के लिए 32-बिट के बजाय 64-बिट पूर्णांक श्रेणी का उपयोग करने के विकल्प के रूप में जोड़ें (यह लगभग 50% अधिक समय और मेमोरी का उपयोग करेगा)। इसके लिए बिल्ट 128 बिट प्रकार की जरूरत होती है। आपको gcc टाइप बदलने की आवश्यकता हो सकती है __int128। कम से कम रेंज में [1..483432]बड़े मध्यवर्ती परिणामों की अनुमति देकर कोई परिवर्तन नहीं होता है।

-DOVERFLOWअतिप्रवाह की जांच के लिए बड़े पूर्णांक प्रकार का उपयोग नहीं करने के विकल्प के रूप में जोड़ें । इसमें अतिप्रवाह और मूल्य लपेटने की अनुमति का प्रभाव है।

यदि आपके सिस्टम में tcmalloc ( https://github.com/gperftools/gperftools ) है, तो आप उस के साथ लिंक कर सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप एक ऐसा कार्यक्रम है जो आमतौर पर थोड़ा तेज़ होता है और थोड़ी कम मेमोरी का उपयोग करता है। कुछ यूनिक्स प्रणालियों पर आप एक प्रीलोड का उपयोग कर सकते हैं, जैसे

LD_PRELOAD=/usr/lib/libtcmalloc_minimal.so.4 befour 5

मूल उपयोग: लक्ष्य के लिए सभी नंबरों को जेनरेट और प्रिंट करें:

befour target

विकल्प:

  • -a साथ ही उन सभी नंबरों को प्रिंट करें जो टारगेट वर्कआउट करते समय उत्पन्न हुए थे
  • -c उन सभी नंबरों को भी प्रिंट करें जो "कैरी" (डुबकी) से शुरू किए गए थे
  • -f लक्ष्य से परे पहले नंबर को ढूंढें और प्रिंट करें जो उत्पन्न नहीं हुआ था
  • -s यदि सभी संख्याएँ उत्पन्न होने से पहले भी टारगेट उत्पन्न होता है तो रुकें
  • -Sजैसे -sऔर -fएक स्वचालित लूप में। जैसे ही टारगेट जेनरेट होता है, पहले नंबर को जेनरेट न करें और नया टारगेट बनाएं
  • -Eलक्ष्य पूरा होने पर तुरंत बाहर न निकलें। पहले वर्तमान लंबाई के सभी तारों को समाप्त करें
  • -Oलक्ष्य के लिए सभी नंबरों के लिए स्ट्रिंग्स को आउटपुट न करें। लक्ष्य के लिए सिर्फ स्ट्रिंग
  • -o अनुमत निर्देश (करने के लिए चूक) +-*/:
  • -b numसबसे कम शाब्दिक जिसे धक्का दिया जा सकता है (चूक 0)
  • -B numउच्चतम शाब्दिक जिसे धक्का दिया जा सकता है (चूक 9)
  • -r numसबसे कम अनुमति मध्यवर्ती परिणाम है। अंडरफ्लो से बचने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। (चूक INT32_MIN,-2147483648
  • -R numउच्चतम अनुमत मध्यवर्ती परिणाम। ओवरफ्लो से बचने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। (चूक INT32_MAX,2147483647
  • -m memory (केवल linux) बाहर निकलें जब लगभग इस अतिरिक्त मेमोरी को आवंटित किया गया है

कुछ दिलचस्प विकल्प संयोजन:

उन सभी नंबरों की तुलना में एक लंबी जनरेटर की आवश्यकता के लक्ष्य और गणना करने के लिए सभी नंबरों को उत्पन्न करें:

befour -fE target

केवल लक्ष्य (-s) उत्पन्न करें, केवल लक्ष्य प्रिंट करें (-O)

befour -sO target

उस उच्चतम संख्या का पता लगाएं जो आपके सिस्टम पर दिए गए समय और / या मेमोरी की कमी के कारण उत्पन्न हो सकती है (यह आपके सिस्टम को मेमोरी से बाहर चला देगा यदि आप इसे चलाना छोड़ देते हैं। पिछले 1 से घटाएं "आउटपुट की तलाश में" जिसे आप अंतिम सुरक्षित मान के रूप में देखते हैं। ):

befour -S 1

नकारात्मक मध्यवर्ती परिणामों का उपयोग किए बिना समाधान उत्पन्न करें ( 30932यह सबसे पहला मूल्य है जिसे सबसे कम स्ट्रिंग के लिए नकारात्मक मध्यवर्ती परिणामों की आवश्यकता है):

befour -r0 target

कभी धकेलने के बिना समाधान उत्पन्न करें 0(यह किसी भी उप-अपनाने वाले समाधान की ओर नहीं जाता है):

befour -b1 target

समाधान सहित उत्पन्न करें a..f (10..15):

befour -B15 target

डुबकी का उपयोग किए बिना समाधान उत्पन्न करें :( -r0चूंकि नकारात्मक मध्यवर्ती मान इस मामले के लिए कभी भी दिलचस्प नहीं हैं)

befour -r0 -o "+-*/" target

पहले मान का उपयोग केवल एक दिया स्ट्रिंग की लंबाई के लिए उत्पन्न नहीं किया जा सकता का पता लगाएं +, -, *और /:

befour -ES -r0 -o "+-*/" 1

यह वास्तव में https://oeis.org/A181898 के पहले कुछ शब्द उत्पन्न करेगा, लेकिन इस पर विचलन करना शुरू कर देगा 14771क्योंकि हम ट्रंकिंग विभाजन का उपयोग करते हैं ताकि संख्या OEIS श्रृंखला के रूप में लंबाई 15 के बजाय 13 स्ट्रिंग के साथ हो सके उम्मीद:

14771: 13: 99*9*9*4+9*4/

के बजाय

14771: 15: 19+5*6*7*9+7*8+

चूंकि बिना ट्रंकेशन डिवीजन व्यर्थ लगता है, इसलिए OEIS श्रृंखला का उपयोग करके बेहतर तरीके से उत्पन्न किया जा सकता है

befour -ES -r0 -o"+-*" 1

स्मृति से बाहर जाने से पहले विभाजन को बेकार मान लिया, इससे मुझे 3 अतिरिक्त शर्तें मिलीं:

10, 19, 92, 417, 851, 4237, 14771, 73237, 298609, 1346341, 6176426, 25622578

इस प्रोग्राम का एक और संस्करण बाहरी फ़ाइलों में डेटा का हिस्सा है, जिसमें 135153107 और 675854293 शामिल हैं, जिसके बाद सभी 32-बिट पूर्णांक उत्पन्न हो गए हैं।

befour.cpp

/*
  Compile using something like:
g++ -Wall -O3 -march=native -std=gnu++11 -s  befour.cpp -o befour
*/
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <vector>
#include <limits>
#include <climits>
#include <cstdint>
#include <cstdlib>
#include <chrono>
#include <unordered_map>

using namespace std;

#ifdef __GNUC__
# define HOT        __attribute__((__hot__))
# define COLD       __attribute__((__cold__))
# define NOINLINE   __attribute__((__noinline__))
# define LIKELY(x)  __builtin_expect(!!(x),1)
# define UNLIKELY(x)    __builtin_expect(!!(x),0)
#else // __GNUC__
# define HOT
# define COLD
# define NOINLINE
# define LIKELY(x)  (x)
# define UNLIKELY(x)    (x)
#endif // __GNUC__

#ifdef INT64
using Int  = int64_t;       // Supported value type
# ifndef OVERFLOW
using Int2 = __int128;      // Do calculations in this type. Check overflow
# endif // OVERFLOW
#else // INT64
using Int  = int32_t;       // Supported value type
# ifndef OVERFLOW
using Int2 = int64_t;       // Do calculations in this type. Check overflow
# endif // OVERFLOW
#endif // INT64
#ifdef OVERFLOW
using Int2 = Int;
#endif // OVERFLOW

// Supported value range
Int2 MIN = numeric_limits<Int>::lowest();
Int2 MAX = numeric_limits<Int>::max();
Int HALF_MIN, HALF_MAX;

// The initial values we can push
Int ATOM_MIN = 0;
Int ATOM_MAX = 9;

bool all    = false;    // Output all reached values
bool all_carry  = false;    // Output all values reachable using carry
bool early_exit = true;     // Exit before finishing level if goal reached
bool find_hole  = false;    // Look for first unconstructed > target
bool output = true;     // Output [1..target] instead of just target
bool single = false;    // Only go for target instead of [1..target]
bool explore    = false;    // Don't stop, increase N until out of memory
bool do_dup = false;    // Use operator :
bool do_multiply= false;    // Use operator *
bool do_add = false;    // Use operator +
bool do_subtract= false;    // Use operator -
bool do_divide  = false;    // Use operator /
char const* operators = "+-*/:"; // Use these operators
size_t max_mem  = SIZE_MAX; // Stop if target memory reached

size_t const MEM_CHECK = 1000000;

chrono::steady_clock::time_point start;

NOINLINE size_t get_memory(bool set_base_mem = false) {
static size_t base_mem = 0;
size_t const PAGE_SIZE = 4096;

// Linux specific. Won't hurt on other systems, just gets no result
size_t mem = 0;
std::ifstream statm;
statm.open("/proc/self/statm");
statm >> mem;
mem *= PAGE_SIZE;
if (set_base_mem) base_mem = mem;
else mem -= base_mem;
return mem;
}

// Handle commandline options.
// Simplified getopt for systems that don't have it in their library (Windows..)
class GetOpt {
  private:
string const options;
char const* const* argv;
int nextchar = 0;
int optind = 1;
char ch = '?';
char const* optarg = nullptr;

  public:
int ind() const { return optind; }
char const* arg() const { return optarg; }
char option() const { return ch; }

GetOpt(string const options_, char const* const* argv_) :
options(options_), argv(argv_) {}
char next() {
while (1) {
    if (nextchar == 0) {
    if (!argv[optind] ||
        argv[optind][0] != '-' ||
        argv[optind][1] == 0) return ch = 0;
    if (argv[optind][1] == '-' && argv[optind][2] == 0) {
        ++optind;
        return ch = 0;
    }
    nextchar = 1;
    }
    ch = argv[optind][nextchar++];
    if (ch == 0) {
    ++optind;
    nextchar = 0;
    continue;
    }
    auto pos = options.find(ch);
    if (pos == string::npos) ch = '?';
    else if (options[pos+1] == ':') {
    if (argv[optind][nextchar]) {
        optarg = &argv[optind][nextchar];
    } else {
        optarg = argv[++optind];
        if (!optarg) return ch = options[0] == ':' ? ':' : '?';
    }
    ++optind;
    nextchar = 0;
    }
    return ch;
}
}
};

using ms = chrono::milliseconds;

Int missing, N;
size_t cached, cached_next;

uint8_t const CARRY_MASK = '\x80';
uint8_t const LITERAL    = 0;
struct How {
// Describes how to construct a number
Int left;
Int right;
uint8_t ops, op;

How(uint8_t ops_, uint8_t op_, Int carry_=0, Int left_=0, Int right_=0) :
left(left_),
right(right_),
ops(ops_),
op(carry_ ? CARRY_MASK | op_ : op_)
{}
How() = default;
How(How&&) = default;
How& operator=(How&&) = default;
static How const* predict(Int carry, Int value, int& ops);
static void print_predicted(ostream& out, Int carry, Int value, How const* Value = nullptr);
void print(ostream& out, Int carry = 0, bool length = false) const;
};

ostream& operator<<(ostream& out, How const& how) {
how.print(out, 0, true);
return out;
}

using NumSet  = vector<Int>;
using NumSets = vector<NumSet>;

struct Known: public unordered_map<Int, How>
{
void store(NumSet& L, Int accu, uint8_t ops, uint8_t op,
       Int left=0, Int carry_right=0, Int right=0) {
++cached;
emplace(accu, How(ops, op, carry_right, left, right));
// operator[](accu) = How(ops, op, carry_right, left, right);
L.emplace_back(accu);
}
void maybe_store(Known const& known0, NumSet& L,
         Int accu, uint8_t ops, uint8_t op,
         Int carry_left, Int left, Int carry_right, Int right) {
if (count(accu)) return;
if (carry_left) {
    auto found = known0.find(accu);
    // If we can do as good or better without carry use that
    if (found != known0.end() && found->second.ops <= ops) return;
}
store(L, accu, ops, op, left, carry_right, right);
if (carry_left) return;
if (single) {
    if (UNLIKELY(accu == N)) known0.maybe_explore();
} else if (1 <= accu && accu <= N) --missing;
}
NOINLINE void maybe_explore() const COLD {
--missing;
if (explore && early_exit) do_explore();
}
NOINLINE void do_explore() const COLD {
auto i = N;
while (i < MAX && count(++i));
auto end = chrono::steady_clock::now();
auto elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();

cerr << "Found " << N << " at " << elapsed / 1000. << " s";
auto mem = get_memory();
if (mem) cerr << " (" << mem / 1000 / 1000.  << " MB)";
if (i < MAX || !count(i)) {
    cerr << ", now looking for " << i << endl;
    N = i;
    ++missing;
} else
    cerr << ", every value has now been generated" << endl;
}
};

struct KnowHow {
// Describes all numbers we know how to construct
NumSets num_sets;
Known known;

KnowHow() = default;
~KnowHow() = default;
KnowHow(KnowHow const&) = delete;
KnowHow& operator=(KnowHow const&) = delete;
};
// Describes all numbers we know how to construct for a given carry
// Key 0 is special: the numbers we can construct without carry (the solutions)
unordered_map<Int, KnowHow> known_how;

// Try to predict if a subtree is a delayed How and avoid descending
// into it (since it may not exist yet)
How const* How::predict(Int carry, Int value, int& ops) {
How* Value;
if (carry) {
if (value == carry) {
    Value = nullptr;
    ops = 0;
} else {
    Value = &known_how.at(carry).known.at(value);
    ops = Value->ops;
}
} else {
if (ATOM_MIN <= value && value <= ATOM_MAX) {
    Value = nullptr;
    ops = 0;
} else {
    Value = &known_how.at(0).known.at(value);
    ops = Value->ops;
}
}
return Value;
}

void How::print_predicted(ostream& out, Int carry, Int value, How const* Value) {
if (Value) Value->print(out, carry);
else if (carry) out << ":";
else if (value > 9) out << static_cast<char>(value-10+'a');
else out << value;
}

void How::print(ostream& out, Int carry_left, bool length) const {
if (length) out << 2*ops+1 << ": ";

Int carry_right = 0;
auto op_ = op;

switch(op_) {
case LITERAL:
  How::print_predicted(out, 0, left);
  break;
case '*' | CARRY_MASK:
case '/' | CARRY_MASK:
case '+' | CARRY_MASK:
case '-' | CARRY_MASK:
  carry_right = left;
  op_ &= ~CARRY_MASK;
  // Intentional drop through
case '*':
case '/':
case '+':
case '-':
  {
      int left_ops, right_ops;
      auto Left  = How::predict(carry_left,  left,  left_ops);
      // Int right = 0;
      auto Right = How::predict(carry_right, right, right_ops);

      // Sanity check: tree = left_tree + root + right_tree
      if (ops != left_ops + right_ops +1) {
      char buffer[80];
      snprintf(buffer, sizeof(buffer),
           "Broken number %d %c %d, length %d != %d + %d + 1",
           static_cast<int>(left), op_, static_cast<int>(right),
           ops, left_ops, right_ops);
      throw(logic_error(buffer));
      }

      How::print_predicted(out, carry_left,  left,  Left);
      How::print_predicted(out, carry_right, right, Right);
  }
  // Intentional drop through
case ':':
  out << op_;
  break;
default:
  throw(logic_error("Unknown op " + string{static_cast<char>(op_)}));
  break;
}
}

// carryX indicates Xv was reached using carry. If not we also know [L, known] is known_how[0]
// carryY indicates Y was reached using carry (carryY == Xv if so)
void combine(NumSet& L, Known& known, Known const& known0, int ops, Int carryX, Int2 Xv, Int carryY, NumSet const&Y) HOT;
void combine(NumSet& L, Known& known, Known const& known0, int ops, Int carryX, Int2 Xv, Int carryY, NumSet const&Y) {
for (Int Yv: Y) {
// Yv == 0 can never lead to an optimal calculation
if (Yv == 0) continue;

Int2 accu;

if (do_multiply) {
    accu = Xv * Yv;
    if (accu <= MAX && accu >= MIN)
    known.maybe_store(known0, L, accu, ops, '*', carryX, Xv, carryY, Yv);
}

if (do_add) {
    accu = Xv + Yv;
    if (accu <= MAX && accu >= MIN)
    known.maybe_store(known0, L, accu, ops, '+', carryX, Xv, carryY, Yv);
}

if (do_subtract) {
    accu = Xv - Yv;
    if (accu <= MAX && accu >= MIN)
    known.maybe_store(known0, L, accu, ops, '-', carryX, Xv, carryY, Yv);
}

if (do_divide) {
    accu = Xv / Yv;
    if (accu <= MAX && accu >= MIN)
    known.maybe_store(known0, L, accu, ops, '/', carryX, Xv, carryY, Yv);
}
}
}

// value was constructed using a carry if and only if value != 0
NumSet const& level(KnowHow& known_how0, Int value, int ops) HOT;
NumSet const& level(KnowHow& known_how0, Int value, int ops) {
auto& from_value = known_how[value];
if (from_value.num_sets.size() <= static_cast<size_t>(ops)) {
auto& known = from_value.known;
if (from_value.num_sets.size() != static_cast<size_t>(ops)) {
    if (value == 0 || ops != 1)
    throw(logic_error("Unexpected level skip"));
    // This was because of delayed carry creation.
    // The delay is over. Create the base case
    from_value.num_sets.resize(ops+1);
    known.store(from_value.num_sets[0], value, 0, ':', value);
} else
    from_value.num_sets.resize(ops+1);
auto& L = from_value.num_sets[ops];
if (ops == 0) {
    if (value) {
    known.store(L, value, ops, ':', value);
    } else {
    for (auto i = ATOM_MIN; i <= ATOM_MAX; ++i) {
        if (single) {
        if (i == N) --missing;
        } else {
        if (0 < i && i <= N) --missing;
        }
        known.store(L, i, 0, LITERAL, i);
    }
    }
} else {
    auto& known0 = known_how0.known;
    // for (auto k=ops-1; k>=0; --k) {
    for (auto k=0; k<ops; ++k) {
    auto const& X = from_value.num_sets[ops-1-k];
    auto const& Y = known_how0.num_sets[k];

    for (Int Xv: X) {
        // Plain combine must come before carry combine so a plain
        // solution will prune a same length carry solution
        combine(L, known, known0, ops, value, Xv, 0, Y);
        if (!missing && early_exit) goto DONE;
        if (do_dup && (Xv > ATOM_MAX || Xv < ATOM_MIN)) {
        // Dup Xv, construct something using k operators, combine
        if (k == 0 && Xv != 0) {
            // Delay creation of carry known_how[Xv] for 1 level
            // This is purely a memory and speed optimization

            // Subtraction gives 0 which is never optimal
            // Division    gives 1 which is never optimal

            // Multiplication gives Xv ** 2
            // Could be == Xv if Xv== 0 or Xv == 1, but will be
            // pruned by atom - atom or atom / atom
            Int2 accu = Xv;
            accu *= accu;
            if (accu <= MAX && accu >= MIN) {
            known.maybe_store(known0, L, accu, ops, '*',
                      value, Xv, Xv, Xv);
            }

            // Addition gives Xv * 2 (!= Xv)
            if (HALF_MIN <= Xv && Xv <= HALF_MAX)
            known.maybe_store(known0, L, 2*Xv, ops, '+',
                      value, Xv, Xv, Xv);
        } else {
            auto& Z = level(known_how0, Xv, k);
            combine(L, known, known0, ops, value, Xv, Xv, Z);
        }
        if (!missing && early_exit) goto DONE;
        }
        if (max_mem != SIZE_MAX && cached > cached_next) {
        cached_next = cached + MEM_CHECK;
        if (get_memory() >= max_mem) goto DONE;
        }
    }
    }
}
// L.shrink_to_fit();
}
  DONE:
return from_value.num_sets[ops];
}

void my_main(int argc, char const* const* argv) {
GetOpt options("acfm:sSEOo:b:B:r:R:", argv);
while (options.next())
switch (options.option()) {
    case 'a': all    = true;  break;
    case 'b': {
    auto tmp = atoll(options.arg());
    ATOM_MIN = static_cast<Int>(tmp);
    if (static_cast<long long int>(ATOM_MIN) != tmp)
        throw(range_error("ATOM_MIN is out of range"));
    break;
    }
    case 'B': {
    auto tmp = atoll(options.arg());
    ATOM_MAX = static_cast<Int>(tmp);
    if (static_cast<long long int>(ATOM_MAX) != tmp)
        throw(range_error("ATOM_MAX is out of range"));
    break;
    }
    case 'c': all_carry  = true;  break;
    case 'f': find_hole  = true;  break;
    case 'm': max_mem = atoll(options.arg()); break;
    case 'S': explore    = true;  // intended drop through to single
    case 's': single     = true;  break;
    case 'o': operators  = options.arg(); break;
    case 'E': early_exit = false; break;
    case 'r': {
    auto tmp = atoll(options.arg());
    MIN = static_cast<Int>(tmp);
    if (static_cast<long long int>(MIN) != tmp)
        throw(range_error("MIN is out of range"));
    break;
    }
    case 'R': {
    auto tmp = atoll(options.arg());
    MAX = static_cast<Int>(tmp);
    if (static_cast<long long int>(MAX) != tmp)
        throw(range_error("MAX is out of range"));
    break;
    }
    case 'O': output     = false; break;
    default:
      cerr << "usage: " << argv[0] << " [-a] [-c] [-f] [-D] [-E] [-O] [-s] [-b atom_min] [-B atom_max] [r range_min] [-R range_max] [-m max_mem] [max]" << endl;
      exit(EXIT_FAILURE);
}

// Avoid silly option combinations
if (MIN > MAX) throw(logic_error("MIN above MAX"));
if (ATOM_MIN > ATOM_MAX) throw(logic_error("ATOM_MIN above ATOM_MAX"));
if (ATOM_MIN < 0)  throw(range_error("Cannot represent negative atoms"));
if (ATOM_MAX > 35) throw(range_error("Cannot represent atoms > 35"));
if (ATOM_MIN < MIN) throw(range_error("ATOM_MIN is out of range"));
if (ATOM_MAX > MAX) throw(range_error("ATOM_MAX is out of range"));

HALF_MIN = MIN / 2;
HALF_MAX = MAX / 2;

for (auto ops=operators; *ops; ++ops)
switch(*ops) {
    case '*': do_multiply = true; break;
    case '/': do_divide   = true; break;
    case '+': do_add      = true; break;
    case '-': do_subtract = true; break;
    case ':': do_dup      = true; break;
    default:
      throw(logic_error("Unknown operator"));
}
long long int const NN =
options.ind() < argc ? atoll(argv[options.ind()]) : 1;
if (NN < MIN || NN > MAX)
throw(range_error("Target number is out of range"));
N = NN;
if (N < 1) {
single = true;
output = false;
}
cerr << "N=" << N << ", using " << sizeof(Int) * CHAR_BIT << " bits without overflow" << endl;

missing = single ? 1 : N;
cached = cached_next = 0;
auto& known_how0 = known_how[0];
auto& known = known_how0.known;
auto mem = get_memory(true);
if (!mem && max_mem != SIZE_MAX)
throw(runtime_error("Cannot get memory usage on this system"));

// Start calculation
start = chrono::steady_clock::now();

// Fill in initial values [0..9]
level(known_how0, 0, 0);

// Grow number of allowed operations until all requested numbers are reached
// for (auto ops=1; ops <=5; ++ops) {
for (auto ops=1;;++ops) {
if (missing == 0) {
    if (!explore) break;
    known_how0.known.do_explore();
    if (missing == 0) break;
}
if (max_mem != SIZE_MAX && get_memory() >= max_mem) break;
auto end = chrono::steady_clock::now();
auto elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
cerr << "Reaching for " << 2*ops+1 << " instructions at " << elapsed/1000. << " s";
if (mem) cerr << " (" << get_memory() / 1000 / 1000.  << " MB)";
cerr << endl;

auto old_cached = cached;
level(known_how0, 0, ops);
if (cached == old_cached) {
    cerr << "Oops, all possible numbers have been generated and we still weren't finished"  << endl;
    break;
}
}

// We are done generating all numbers.
auto end = chrono::steady_clock::now();

// Report the result
// length = 2*ops + 1
Int limit = known_how0.num_sets.size()*2-1;
cerr << "Some numbers needed " << limit << " instructions" << endl;

auto elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
start = end;
stringstream out;
out << "Calculation: " << elapsed/1000.  << " s\n";
for (auto i = output ? 1 : N; i <= N; ++i) {
if (single || missing) {
    auto got = known.find(i);
    if (got != known.end())
    cout << i << ": " << got->second << "\n";
    else
    cout << i << " not generated\n";
} else
    cout << i << ": " << known.at(i) << "\n";
}
if (output) {
end = chrono::steady_clock::now();
elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
start = end;
out << "Printing:    " << elapsed/1000. << " s\n";
}

if (find_hole) {
Int hole;
for (auto i = single ? 1 : N+1; 1; ++i) {
    if (!known_how0.known.count(i) || i == 0) {
    hole = i;
    break;
    }
}
out << "First missing value " << hole << "\n";
end = chrono::steady_clock::now();
elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
start = end;
out << "Missing:     " << elapsed/1000. << " s\n";
}

if (all) {
for (auto const& entry: known_how0.known) {
    cout << entry.first << ": " << entry.second << "\n";
}
end = chrono::steady_clock::now();
elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
start = end;
out << "All:         " << elapsed/1000. << " s\n";
}

if (all_carry) {
for (auto const& carry: known_how) {
    auto carry_left = carry.first;
    if (carry_left == 0) continue;
    cout << "Carry " << carry_left << "\n";
    for (auto const& how: carry.second.known) {
    cout << "    " << how.first << ": ";
    how.second.print(cout, carry_left, true);
    cout << "\n";
    }
}
end = chrono::steady_clock::now();
elapsed = chrono::duration_cast<ms>(end-start).count();
start = end;
out << "All carry:   " << elapsed/1000. << " s\n";
}

mem = get_memory();
if (mem) cerr << "used about " << mem / 1000 / 1000.  << " MB\n";

cerr << out.str();
cerr << "Cached " << cached << " results = " << known.size() << " plain + " << cached - known.size() << " carry" << endl;
}

int main(int argc, char const* const* argv) {
try {
my_main(argc, argv);
} catch(exception& e) {
cerr << "Error: " << e.what() << endl;
quick_exit(EXIT_FAILURE);
}
// Cleaning up the datastructures can take ages
quick_exit(EXIT_SUCCESS);
}

कुछ परीक्षण मामले:

  • 1: 1: 1
  • 11: 3: 29+
  • 26: 5: 29*8+
  • 27: 3: 39*
  • 100: 5: 19+:*
  • 2431: 9: 56*9*9*1+
  • 3727: 9: 69*7+:*6+
  • 86387: 11: 67*:*1-7*7*
  • 265729: 11: 39*:*:*2/9+
  • 265620: 13: 99*::*6/*7+3*
  • 1921600: 9: 77*:*:*3/
  • 21523360: 9: 99*:*:*2/
  • 57168721: 11: 99*6+:*8-:*
  • 30932: 11: 159*-:4*:*+

अच्छा काम, यह समस्या की कठिनाई को देखते हुए प्रभावशाली रूप से तेज है! हालांकि थोड़ी परेशानी: 38950002अपने कार्यक्रम के लिए देता है 89*7+:::**1-*, जो बहुत अच्छा है, लेकिन आप 299*-::*:*+कम समय के लिए कर सकते हैं । मुझे लगता है कि इससे नकारात्मक संख्याओं के बारे में मेरे संदेह की पुष्टि होती है ...
Sp3000

@ Sp3000: बुमेर, मैंने केवल सकारात्मक संख्याओं पर विचार किया था। नकारात्मक संख्या को संभालने के लिए कार्यक्रम को
आगे बढ़ाना

@ नकारात्मक अस्थायीों के लिए Sp3000 अपडेट किया गया। वास्तव में उपलब्ध रेंज काफी नीचे चला गया
टन हास्पेल

int main(int argc, char const* const* argv)मैं औसत जो से बेहतर सी नहीं जानता, लेकिन यह क्या है? एक कास्ट पॉइंटर एक कांस्टेबल पॉइंटर को एक चार को? ऐसा नहीं होना चाहिए char const *argv[]या (या char const **argvयदि आप उस कट्टर हो)?
बिल्ली

@ यह एक संकेत है (निरंतर की एक सरणी) निरंतर संकेत करने के लिए (एक सरणी) निरंतर चार। शीर्ष स्तर के पॉइंटर को स्थिर बनाने के लिए मुझे सीधे argv के सामने एक और const भी जोड़ना होगा (जो तब से काम करेगा जब तक कि मैं argv को नहीं बदलता)। मूल रूप से मैं वादा करता हूं कि मैं तर्कों या संकेत को तर्कों में नहीं बदलूंगा।
टन हास्पेल

2

जावास्क्रिप्ट नोड ब्रूट फोर्स

प्रोग्राम फ़ाइल bfCodes.js

function bfCodes( n)
{   var odo = [0], valid = true, valCount=1;

    const vDUP = 10, vADD = 11, vSUB = 12, vMUL=13, vDIV = 14, vMAX = vDIV;
    const vCHARS = "0123456789:+-*/";

    function inc(sd) // increment significant digit, lsd = 0
    {   if(sd >= odo.length) { odo.push(0); console.log("length: " + (sd+1)); ++valCount; return;}
        var v = ++odo[sd]; // increment and read the base 15 odometer digit
        if( v == vDUP)
            if( valCount) {++valCount; return}
            else { odo[ sd] = vMAX; --valCount; valid = false; return;}

        if( v == vADD)
        {    if( (--valCount) < 1) { valid = false; odo[ sd] = vMAX; return;};
        }
        if( v > vMAX) { odo[sd] = 0; ++valCount; valid = true; inc(sd+1); return;}
    }

    function bfDecode( odo)
    {   var a,b,stack = [];
        for(var i = odo.length; i--;)
        {   var v = odo[ i];
            if( v < 10) { stack.push( v); continue;};
            switch(v) {
            case vDUP: stack.push( stack[stack.length-1]); continue;
            case vADD: b=stack.pop(); stack.push( stack.pop()+b); continue;
            case vMUL: b=stack.pop(); stack.push(stack.pop()*b); continue;
            case vDIV: b=stack.pop(); if(!b) return undefined; a = stack.pop(); 
                stack.push( (a < 0 ? b < 0 : b > 0) ? (a/b)>>0 : -(-a/b >>0)); continue;
            }
        }
        return stack[0];
    }
    var codes = [], value;
    for( var got = 0; got < n;)
    {   inc(0);
        if(!valid) continue;
        if(!(value = bfDecode( odo))) continue;
        if( value <= 0 || value > n || codes[ value]) continue;
        ++got;
        for(var i = odo.length, s=""; i--;)  s+=vCHARS[ odo[i]];
        codes[ value] = s;
    }
    return codes;
}

function main( args) // node, script, number
{   n = parseInt( args[2]);
    if(isNaN(n)){ console.log("\nTry:  node bfCodes number\nfor script saved as bfCodes.js"); return;}
    console.log("\ngenerating befunge code for numbers up to " + n);
    var start = Date.now();
    var codes = bfCodes(n);
    var end = Date.now();
    console.log("befunge codes:");
    for( var i = 1; i <=n; ++i) console.log( i + ": " + codes[i]);
    console.log(end-start + " msec");
}
main( process.argv);

विंडोज के तहत चल रहा है

  1. Nodejs को डाउनलोड और इंस्टॉल करें , Chromes V8 जावास्क्रिप्ट इंजन का एक अकेला कार्यान्वयन।
  2. फ़ाइल नाम "bfCodes.js" का उपयोग करके एक कार्यशील निर्देशिका में ऊपर प्रोग्राम फ़ाइल को सहेजें (विंडोज़ फ़ाइलनाम केस असंवेदनशील हैं)।
  3. कार्य निर्देशिका में राइट क्लिक करें और लक्ष्य के साथ कमांड शेल प्रोग्राम (पुराने के लिए डॉस बॉक्स) का शॉर्टकट बनाएं cmd.exe
  4. शॉर्टकट के गुणों को संपादित करें और कार्यशील फ़ोल्डर को अपनी कार्यशील निर्देशिका के नाम पर सेट करें (स्थान बार और प्रतिलिपि पर क्लिक करें)।
  5. खुला हुआ cmd.exeशॉर्टकट का उपयोग करके और कार्य निर्देशिका के साथ शुरू होने वाले डॉस प्रॉम्प्ट की जांच करें
  6. उद्धरण के बिना "नोड bfCodes" दर्ज करें और दर्ज करें - पहली बार चलने वाले नोड को फिर से चलाने से अधिक समय लग सकता है।
  7. कोड को दिखाने के लिए "नोड bfCodes 16" दर्ज करें। बड़ी संख्या का उपयोग न करें!

अनुकूलन

एल्गोरिथ्म लंबाई के कोड स्ट्रिंग के साथ शुरू होने वाले बीफ्यूज पात्रों के सभी संयोजनों के माध्यम से चक्र। 1. इसे कम से कम महत्वपूर्ण अंक से आधार 15 ओडोमीटर कताई के रूप में सोचो। उच्च क्रम के अंक बढ़ते धीमेपन के साथ क्लिक करते हैं।bfCodesउत्पन्न कोड का मूल्यांकन नहीं करता है जो स्टैक की लंबाई को शून्य या नकारात्मक बना देगा या निष्पादन की गति को अनुकूलित करने के प्रयास में स्टैक पर एक से अधिक संख्या छोड़ देगा।

जानवर बल समस्या

15 वर्णों के कोड सेट के लिए, किसी दिए गए लंबाई के सभी संयोजनों के माध्यम से चलने में लगने वाला समय इसके द्वारा दिया जाता है

टी लेन = 15 * टी लेन -1

यह कहना है कि यदि आपका कार्यक्रम मेरा से पंद्रह गुना तेज है, तो आप केवल एक ही समय में एक अतिरिक्त वर्ण कोड स्ट्रिंग की जांच कर पाएंगे। एक ही समय में दो और चरित्रों की जाँच करने के लिए एक कार्यक्रम को 225 गुना तेज चलाने की आवश्यकता होगी। ब्रूट फोर्स एप्रोच के साथ लिया गया समय तेजी से बढ़ता है क्योंकि कोड स्ट्रिंग्स की लंबाई बढ़ जाती है। और एक संख्या का परिमाण आवश्यक रूप से इसे उत्पन्न करने के लिए आवश्यक बीफ़ बाइट्स की संख्या को इंगित करता है।

कुछ आंकड़े।

एक पूर्णांक के लिए विंडोज 7 32 बिट नोटपैड पर कोड की एक सूची उत्पन्न करने के लिए अनुमानित समय

  • 9: 1 मिसे
  • 10: 16 मिसे
  • 32: 156 मिसे
  • 81: 312 मिसे
  • 93: 18.5 सेकंड
  • 132: 28 सेकंड

3727 के लिए गोमांस उत्पन्न करने के लिए (जो कि 66 वर्ग 6 से अधिक है) स्वयं 1 घंटे 47 मिनट का समय निकालकर उत्पन्न हुआ 578*+:*6+

इष्टतम कोड पीढ़ी

कम से कम लंबाई की जाँच के बिना संख्या के लिए उत्पन्न होना अपेक्षाकृत सरल है। एक पुनरावर्ती एल्गोरिथ्म का उपयोग करना जिसमें पूर्णांक वर्गमूल और अवशेषों का उपयोग किया गया था, 132 तक की संख्याओं के लिए एन्कोडिंग ने 28 सेकंड के बजाय लगभग 3 मिसेक लिया। वे इष्टतम नहीं थे। जिस तरह से इसने इस विशेष एल्गोरिथ्म 638:*-:*+को 3727 में लगभग 1 मिसेक (एक घंटे या इसके बजाय) के लिए काम किया, जो इष्टतम हुआ

नॉन ब्रूट फोर्स मेथड उपलब्ध कराने वाला मुद्दा यह साबित कर रहा है कि यह हर मामले में इष्टतम है। सौभाग्य!


आप को देख कि अपने तार के साथ एक वैध मूल्यांकन पेड़ से प्रस्तुत करना चाहिए द्वारा एक बहुत द्वारा अपने प्रतिपादक कम करने के लिए सक्षम होना चाहिए +-*/आंतरिक नोड्स पर और 0-9और :(और पत्तियों पर :वाम-पंथी नहीं किया जा सकता)। अतः चरण 2 पर आकार 2 * n + 1 के सभी मान्य वृक्षों को उत्पन्न करें और उनका मूल्यांकन करें (n 0 से शुरू होता है) और आवश्यकता पड़ने पर उन्हें एक तार में परिवर्तित करें
Ton Hospel

3727 61 चुकता प्लस 6 है, न कि 66 :)
टिम वर्म्यूलेन

1

जावास्क्रिप्ट

जेएस स्निपेट के साथ क्या किया जा सकता है? मेरी मशीन में, फ़ायरफ़ॉक्स 64 बिट, 60 सेकंड में 416

function go() {
    B.disabled=true
    O.textContent = '...wait...'
    setTimeout(run, 100)
}

function run()
{
	var o=[0],	
	t0=performance.now(),	
	te=t0+T.value*1000,
	k=[],t=[...'0123456789'],i=0,n=0,e,v,j,l,x,h
	MainLoop:
	for(;;)
	{
	  for(;!k[n] && (e=t[i++]);) 
	  {
	    if(performance.now()>te)break MainLoop
	    
	    for(v=[],j=0;x=e[j++];l=x)
	      1/x?h=v.push(+x):(b=v.pop(),x>'9'?h=v.push(b,b):(a=v.pop(),h=v.push(x<'+'?a*b:x<'-'?a+b:x<'/'?a-b:a/b|0)))
	    if(!k[v])
	    {
	      k[v]=e
	      //if(!e[10])
	      {
	        if (l==':')
	          t.push(e+'+',e+'*')
	        else if (h>1)
	        {
	          if (l == '1') t.push(e+'+',e+'-')
	          else if (l != '0') t.push(e+'+',e+'-',e+'*',e+'/')
	        }  
	        if (h<4)
	        {
	          if (l<'0'|l>'9') t.push(e+':');
	          [...'0123456789'].forEach(x => t.push(e+x))
	        }
	      }  
	    }
	  }
	  o.push([n,k[n]])
    ++n;
	}  
	o[0]='Run time sec '+(performance.now()-t0)/1000+'\nTried '+t.length+'\nRange 0..'+(n-1)+'\nTop '+k.pop()+' '+k.length
	O.textContent=o.join`\n`
    B.disabled=false
}
Time limit sec:<input id=T type=number value=60><button id=B onclick='go()'>GO</button>
<pre id=O></pre>

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