Code Golf

Code Golfについて Shinichiro Hamaji <shinichiro.hamaji _at_ gmail.com> 2007 年 8 月 9 日夏のプログラムシンポジウム

概要 Code Golfとは歴史や派閥など意義と面白さアルゴリズム選択の重要性なんでもアリの最小化各言語のゴルフ

概要 Code Golf とは歴史や派閥など意義と面白さアルゴリズム選択の重要性なんでもアリの最小化各言語のゴルフ

Code Golfとはゴルフ: 少ないストローク数でホールインすることを競う Code Golf: 少ないストローク(打鍵)数で仕様を満たすプログラムを書くことを競うショートコーディングなどとも

具体例(仕様) 空行削除: 標準入力から受け取った文章から改行だけの行を除去しろ。 http://golf.shinh.org/p.rb?delete+blank+lines

具体例(投稿) コードを書いて Webフォームから投稿するとサーバが自動的に実行して動作確認して OKなら記録が残る

具体例(圧縮) 適当に縮めて37B 短さだけが正義 #includeしてない intの省略、mainの引数が一つだけ int*をgetsに渡してputsに至っては引数省略リトルエンディアンを仮定 @ (ASCIIで64)で始まる文字列が来ないと仮定

具体例(制約条件) 基本的にはなんでもアリではあるものの外部プロセス呼び出し禁止 main(){system("perl ...");} モジュール禁止ファイル入出力禁止制限時間バイナリ文字列の使用制限 eval Zlib.decode("*BINARY*") などの制限がつくことも

歴史おそらくオリジナルはPerl Golf プログラムで変なことさせたらPerlは天下一品 2001年にはNewsGroupでコンペティションが 520ページにも及ぶPerlgolf History Book http://perlgolf.sf.net/ もちろんそれ以前にもコードサイズを縮める文化は多数存在していた「ハッカーズ」によるとMITの学生はコードサイズを縮めることに魂を注ぎ込んでいた IOCCCにも短いコードは何度も登場

歴史2 Code Golf (2006/5~) http://codegolf.com/ Perl だけでなく、Ruby, Python, PHPも使用可運営者が出題して真剣に競う休止気味？ Anarchy Golf (2007/01~) http://golf.shinh.org/ 約50言語をサポートユーザーが出題して適当に競う

参加者 Code Golfサイトのtop10中6(7?)人が日本人 http://golf.shinh.org/ 全部で: 400000 access/month トップ: 30000 access/month ~1000 unique users ちょっとしたブーム？

Short Coders C言語では北京大学がICPCなどの練習用として公開しているオンラインジャッジシステムを用いてゴルフをする文化がある他のゴルフよりややアルゴリズム重視 Short Coding 職人達の技法

意義昔はコードサイズ=実行速度だった今でもハードウェア屋だと命令数は重要とはいえ現在では基本的にゴルフによって作られたコードは実用性は皆無メンテ不能最速・省メモリとも限らないというわけで基本的には Just for Fun だと、私は考えています

何がおもしろいのか？一般化はできないのですが、個人的にはパズルゲームとしてコードを眺めつつチマチマ削るのは数独などのパズルに通じるものがあるかも元々ヘンなコードが好き Quine, Polyglot, esoteric languages プログラム言語の可能性 1000ケタの円周率をbzip2で圧縮して524B Rubyだと54B

副産物としての意義プログラマのための頭の体操新しい言語を学ぶ時にとりあえずゴルフの問題を解いてみるという学習法ゴルフのためにRubyを覚えたゴルファー、優秀な成績を残すがclassの書き方すら知らない事件短いイディオムや言語機能は身につくひとつやり方を覚えると使い続けてしまう現象勝ちたければ新しい表現を模索する必要がある実は短いコードはたいてい速い最初は時間制限にひっかかったけど縮めていたら通ったり

基本はアルゴリズム意外にも、最も差がつく部分例えば自分が100Bで解いた問題を他の人が70Bで解いてたら間違いなくアルゴリズムが違うとにかく色んな方法で問題をとらえてみる多くの場合、速いアルゴリズムは短い特に長い/難しい問題では

空行削除問題アゲイン空行削除をCの感覚でRubyで解いてみると適当に縮める 22B 21B

発想の転換「一行ずつ読んで空行じゃなきゃ表示する」->「全部読んで空行だけの行を捨てる」良いアルゴリズム>細かい小細工 18B! 暗号化ゴルフイディオム適用 14B!

中置記法->後置記法問題普通に考えると再帰下降のパーサとか書く Shunting yard algorithm とかいうのがあるらしい間違いなく暗号(104B)

処理系におまかせ Rubyはもともと中置記法->eval a,b,c,dは未定義な変数->method_missing 逆にpが定義済みなので邪魔->undef 短くなったのに暗号度大幅にダウン http://www.kmonos.net/wlog/71.html#_2014070301 61B!

暗号記述言語Perl Hello, world! by ppencode (http://www.namazu.org/~takesako/ppencode/demo.html)

暗号記述言語Perl rev(1) 明らかに括弧の対応がおかしい

暗号記述言語Perl 実は-pオプションは前後にプログラムコードを追加しているだけというすごい実装

マインスイーパまわりにある爆弾の数を数える Perl Golf history book p.268 http://terje2.frox25.no-ip.org/perlgolf_history_070109.pdf

Insane Perl Golfers 36B (ただしPerl Golfでは#!perlはカウントしない) 正規表現1個で終了しかもほぼ同一の解に4人が到達

正規表現の構文でループ shebangは入力を全て$_に入れるという意味 $_=" ........\n........\n....***.\n …"; s!\.!!eg は、全ての.を、右辺を実行した結果に置き換える、という意味 s///egはループの代用としてよく使われる

悪魔の数字 $`はマッチした部分の左側文字列 666e6=666000000 666e6x3= 666000000666000000666000000 まさにマジックナンバーここがマッチしたとする

悪魔の数字 $`はマッチした部分の左側文字列 666e6=666000000 666e6x3= 666000000666000000666000000 つまり右図のような文字列…？

謎の特殊変数 $^は"STDOUT_TOP"という文字列 10Byte(8+1+1)の文字列ならなんでも良かった $_ は最初に全部読み込んだ一行と一列だけずれた

文字列& 全ての文字に対して論理和 & =

mapで数を数える言語後は " の数を数えるだけ神秘的な理由により、 Perl では関数型言語でおなじみの map 関数を使って文字列中に出現した部分文字列の数を数えることができる

C 機械語をはじめとして、低レベル技術と仲良しであることが必要スタックやらポインタやらビット演算 ~演算子 x*(x+1) vs. x*-~x -10 vs. ~9 for(;~scanf("%d");)

qsort (正しい実装) intをソートしたい完全に問題の無い実装ゴルフとしては0点

qsort (入力依存) intをソートしたい型宣言を消して引き算でかえり値を計算オーバーフローの危険ゴルフとしては50点

qsort (引数減らし) intをソートしたいメモリ空間の知識がないと理解できない C言語の知識がないと理解できない

qsort (return消し) intをソートしたいアセンブリの知識がないと理解できない代入しとけばEAXに残ったままの場合がある

qsort (x86) intをソートしたい Cは匿名関数をサポートした言語これで短くなるのはCISCの神秘 11Byteで9命令 pop, pop, pop, push, push, push, mov, sub, ret 処理系依存でさらに短くなったりも

まとめ Code Golf について概要および実際のコードを紹介しました言語自身や処理系の癖などについて、広い知識が必要なパズルたぶん時間がないと思って割愛しましたが、OCaml, Haskell, LISP, PHP, PostScript, sed, Bash, Brainf*ck, Befungeでのゴルフや、サーバの構成について補足としてつけました

OCaml 関数名が長い(print_string) 型システムをいかに騙すか Trueより1>0 if c then print_stirng"hoge" より c&()=print_string"hoge" 切り札Obj.magic 自然対数の底の小数点以下を100ケタ表示せよ http://d.hatena.ne.jp/KeisukeNakano/20070319/1174307629

Haskell 割と強い Cより強くてスクリプト言語に負けるくらい気の効いた標準関数群 interact :: (String -> String) -> IO() 細かいシンタクスシュガー $で括弧を除去 main再帰

CLISP / Scheme あまり強くない？マクロがあるとは言うけれどそもそもマクロが生きるほど長い問題は少なめ可読性無視のゴルフでは、LISPのマクロが使える局面では、スクリプト言語のevalも使える

PHP Hello, world!最強言語基本的には長い標準関数名が不利でスクリプト言語としてはイマイチ ereg_replace

PostScript 割と強いその上バイナリ表現ができる

sed 実は四則演算やソートくらいはできる単純な問題で無類の強さ空行除去5B ただし、難しい問題はそもそも制限時間内に解けないことが多い

Bash FizzBuzz最強 1から100まで数え上げていって、3の倍数ならFizzを、5の倍数ならBuzzを、15の倍数ならFizzBuzzを出力し、それらでなければその数値を出力する。

Brainf*ck ただ解くだけでも大変データの用意のしかたが重要 16を用意したいのなら… メモリ領域を喰いつぶしていく 0クリアしたい場合、[-]とかするより>で新しいメモリアドレスに空行除去

Befunge 2D言語ゴルフ演算能力は結構ある calを253Bで非常に独特のパズルになるべく左寄せ行数は少なく

x86 ELFヘッダとプログラムヘッダと機械語をがんばって重ねる http://shinh.skr.jp/binary/fsij061115/ CISCマジック 1Bでも強力な子たち: push, pop, inc, dec, ... decでZFが立つとか for (int i = 0; i < 10; i++) { ... } for (int i = 10; --i; ) { ... } 未だに残る8bitレジスタ群 2Bで計算実行

サーバ構成 Celeron 1.7GHz, 384MB, Ubuntu linux 負荷記録: 20000access/6hours Webサーバ(lighttpd & mod_fastcgi) 実行以外の全てを担当実行サーバ(Xen) 基本的にノーガード fork連打やファイル書き込みで破壊可能ネットワークはホストとしかつながっていない人様には迷惑をかけない exec(2)対策にstrace(1)を利用

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