自打印算法

编辑:黑色网互动百科 时间:2020-04-01 06:03:22
编辑 锁定
本词条缺少名片图,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来编辑吧!
自打印算法是指在程序运行中,不读取任何额外的信息,仅使用程序代码中携带的功能和信息,将程序代码本身打印输出。
中文名
自打印算法
1
在程序运行中
2
不读取任何额外的信息
3
将程序代码本身打印输出

自打印算法原理

编辑
一个完整的自打印程序至少保含两部分:信息的描述和执行体。这两者互相表达。在描述部分,用字符串来存储执行部分的代码。而执行体的代码则打印这个描述字符串。通常为了完整输出程序代码,要在执行体内为描述字符串再拼接一些修饰性的内容,这些内容被看作是执行体的一部分。而代码的打印也要打印为两部分,才能将描述文本打印为一个新的描述文本和一个新的执行体。

自打印算法C语言版的自打印程序

编辑
这个过程根据不同的编程语言,可以通过一些技巧进行简化,例如《高效程序的奥秘》一书中,演示了这样一个C语言版的自打印程序:
main(a)
{
printf(a,34,a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}",34);
}
这段程序巧妙的利用了printf的格式化解析,将程序代码编写的简洁而清晰。
如果自打印算法只能打印自身代码,那么它只是一个玩具而已,实际上只要耐心操作字符串,我们可以在自打印中携带其它代码。我们看如下的Python代码:
s = '''def PrintSelf(Input):
print "s = " + chr(047) + chr(047) + chr(047) + Input + chr(047) + chr(047) + chr(047) + "\\n\\n" + Input + "\\n\\n" + PrintSelf(s)'''
def PrintSelf(Input):
print "s = " + chr(047) + chr(047) + chr(047) + Input + chr(047) + chr(047) + chr(047) + "\n\n" + Input + "\n\n" + "PrintSelf(s)"
PrintSelf(s)
这也是一个自打印程序,它的格式写的很松散,这就方便了我们在里面添加新代码:
s = ''' f=open("c:/txt.txt")
def PrintSelf(Input):
print "s = " + chr(047) + chr(047) + chr(047) + Input + chr(047) + chr(047) + chr(047) + "\\n\\n" + Input + "\\n\\n" + print "Hello World" + PrintSelf(s)'''
f=open("c:/txt.txt")
def PrintSelf(Input):
print "s = " + chr(047) + chr(047) + chr(047) + Input + chr(047) + chr(047) + chr(047) + "\n\n" + Input + "\n\n" + "PrintSelf(s)"
PrintSelf(s)
执行这个程序,我们就可以在打印时打开一个文件对象,如果按着这个思路,我们还可以在文本里面写入程序代码本身;使用exec函数,还可以使程序反复执行。
当然,各种语言的字符串操作能力和逻辑结构的限制不同,实现自打印的方式也会有区别,其代码的风味也各有不同。本次比赛的参赛者使用了多种语言,包括C++、Java、C#、Python等等,很遗憾我们没有看到以字符串操作能力闻名的Perl语言作品,想来应该也是独具一格的。大多数参赛者都正确的实现了自打印算法,但是其中的代码长度大相径庭,这其中除了技巧运用的差异,还有语言本身的限制。
本次比赛的优胜者施凡先生提供了若干种语言版本,其中的Python版本当之无愧的称为本次比赛的最佳作品:
Print (lambda s:s.replace(chr(042),chr(047))%s)('print (lambda s:s.replace(chr(042),chr(047))%%s)("%s")')
这段代码紧凑精巧,充分体现了自打印算法的精妙之处。对lambda的运用也恰到好处。Python的作者Guido van Rossum准备取消lambda,如果他有机会读到施凡先生的代码,不知是否会改变主意。

自打印算法总结

编辑
自打印算法很有趣味性,它体现了高超的微观技巧;但是另一方面,自打印也有其形而上的哲学味道。它在数学高度上演示了如何构造一个可以自复制、自表达的系统。事实上,自打印程序中的描述文本,正对应了细胞生物的染色体,自打印算法,可以看作是细胞生命的一个数学抽象。前面我们看到,在自打印程序中实际上可以携带其它信息,这说明这个模型可以完成“繁殖”之外的功能。自打印算法颠覆了“神创造生命”的神权至上理论。生化领域的科学家们一路从尿素、氨基酸、胰岛素走来,艰难而执着的向构造细胞生命迈进,而自打印算法为这条看来遥遥无尽的通天之路添加了数学的路标。
词条标签:
计算机术语 计算机学