Reflektierender evolutionärer Algorithmus

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Sie müssen ein Programm schreiben und eine Funktion implementieren digitsum(int i). Das Programm muss seinen eigenen Code ändern (für Sprachen, in denen dies mit Reflexion nicht möglich ist , seien Sie bitte kreativ), um das Ziel zu lösen.

Sie beginnen mit

function digitsum(int i){
    return i;
}

und implementieren Sie einen evolutionären Algorithmus , der die obige Funktion modifiziert, bis beim Funktionsaufruf gültige Ziffern zurückgegeben werden.

Da dies ein Beliebtheitswettbewerb ist, haben Sie sehr viel freie Hände, bitte seien Sie kreativ!

Richtlinien:

  • Beginnen Sie mit der definierten Funktion (natürlich in Ihre Sprache übersetzt).
  • Drucken Sie mindestens die beste Funktion jeder Generation aus.
  • Drucken Sie Ihre Arbeitslösung aus, die auf 0 <i <10000 getestet wurde.
  • Seien Sie kreativ!

Unterlassen Sie:

  • Tippe dein Programm auf die Lösung, bitte benutze deine gesamten Sprachoptionen!
  • Wirf Fehler auf die Konsole.
  • Verwenden Sie einen externen Eingang. Sie können in von Ihrem Programm erstellte Dateien schreiben und speichern. Kein Internet.

Die gültige Lösung mit den meisten Upvotes gewinnt!

Reggaemuffin
quelle
Bedeutet no librarieserlaubt keine libc?
Mniip
Ich habe das entfernt, no librarieswie es zu komplex wäre, damit die Wähler entscheiden können, ob zu viele Bibliotheken verwendet werden!
Reggaemuffin
7
+1 Schwierige interessante Frage. Benötigt einige Stunden, um eine Antwort zu erstellen. Erwarten Sie leider nicht mehr als 2 oder 3 Antworten.
Victor Stafusa
Wunder Was ist der Unterschied zwischen dieser und einer rekursiven Funktion? Ich kann es nicht ganz herausfinden, da ich mir nicht vorstellen kann, dass sich das Szenario verzögert anfühlt. XD
Teun Pronk
1
"Bitte benutzen Sie Ihre gesamten Sprachoptionen!" scheint eine explizite Aufforderung zu sein, das Programm zu riskieren, wichtige Dateien zu löschen.
Peter Taylor

Antworten:

3

C #

Fast völlig zufällige und rohe Montagelösung. Was C # und so ziemlich jede andere Plattform betrifft, ist dies so niedrig wie möglich. Glücklicherweise können Sie mit C # Methoden zur Laufzeit in IL definieren (IL ist eine Zwischensprache, der Bytecode von .NET, ähnlich wie Assembly). Die einzige Einschränkung dieses Codes besteht darin, dass ich einige Opcodes (von Hunderten) mit einer beliebigen Verteilung ausgewählt habe, die für die perfekte Lösung erforderlich wären. Wenn wir alle Opcodes zulassen, sind die Chancen eines Arbeitsprogramms gering bis gar nicht, daher ist dies notwendig (wie Sie sich vorstellen können, gibt es viele Möglichkeiten, wie zufällige Montageanweisungen abstürzen können, aber zum Glück bringen sie nicht das gesamte Programm zum Erliegen in .NET). Abgesehen von der Auswahl möglicher Opcodes handelt es sich um völlig zufälliges Schneiden und Würfeln von IL-Opcodes ohne jegliche Andeutung.

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);
            }
        }
    }
}

Entschuldigung, ich habe bisher keine Ergebnisse, da selbst beim Testen auf 1..99 (anstelle von 1..9999) ziemlich langsam ist und ich zu müde bin. Wir melden uns morgen bei Ihnen.

EDIT: Ich habe das Programm beendet und viel optimiert. Wenn Sie jetzt STRG-C drücken, wird der aktuelle Lauf beendet und die Ergebnisse in Dateien ausgegeben. Derzeit sind die einzigen realisierbaren Lösungen Programme, die immer eine konstante Anzahl zurückgeben. Ich fange an zu denken, dass die Chancen für ein fortgeschritteneres Arbeitsprogramm astronomisch gering sind. Wie auch immer, ich werde es für einige Zeit am Laufen halten.

EDIT: Ich optimiere ständig den Algorithmus, es ist ein perfektes Spielzeug für einen Geek wie mich. Ich habe einmal ein generiertes Programm gesehen, das tatsächlich zufällige Berechnungen durchgeführt hat und nicht immer eine konstante Zahl zurückgegeben hat. Es wäre fantastisch, es auf ein paar Millionen CPUs gleichzeitig laufen zu lassen :). Ich werde es weiter laufen lassen.

EDIT: Hier ist das Ergebnis einer völlig zufälligen Mathematik. Es springt herum und bleibt für den Rest der Indizes bei 17. Es wird nicht so schnell bewusst.

EDIT: Es wird immer komplizierter. Natürlich sieht es, wie zu erwarten, nicht nach dem richtigen Digitsum-Algorithmus aus, aber es ist sehr anstrengend. Schauen Sie, ein computergeneriertes Montageprogramm!

fejesjoco
quelle
Sieht sehr cool aus! Ich werde mir morgen Ihren Code ansehen!
Reggaemuffin
Ich habe tatsächlich einen ähnlichen Ansatz versucht und kämpfe auch hart mit einer guten Bewertungsfunktion. Ich stecke auch in lokalen Maxima fest (stecken in Lösungen, die für 1..19 korrekt sind, mit ausgefallenen Modulu-Operationen). Trotzdem für dich! PS: Um aus einem lokalen Maximum herauszukommen, werde ich gelegentlich versuchen, radikale Mutationen einzuführen und sie (vielleicht in einem separaten Universum) für eine Weile entwickeln zu lassen, damit sie nicht sofort von den anderen abgeschossen werden ... ( ein
bisschen
3

C #

Dies ist möglicherweise nicht ganz das, was Sie sich vorgestellt haben, aber dies ist das Beste, was ich jetzt tun kann. (Zumindest mit C # und CodeDom).

So funktioniert es:

  1. Es berechnet die Digitsumme Basis 2 (die Basis wurde in der Anweisung nicht angegeben)
  2. Es wird versucht, einen Ausdruck mit vielen Begriffen zu generieren, die aussehen ((i & v1) >> v2). Diese Begriffe sind die Gene, die während des Laufs mutiert werden.
  3. Die Fitnessfunktion vergleicht einfach die Werte mit einem vorberechneten Array und verwendet die Summe des Absolutwerts der Differenzen. Dies bedeutet, dass ein Wert von 0 bedeutet, dass wir zur Lösung gelangt sind, und je kleiner der Wert, desto besser die Lösung.

Der Code:

using System;
using System.CodeDom;
using System.CodeDom.Compiler;
using Microsoft.CSharp;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace Evol
{
    class MainClass
    {
        const int BASE = 2;
        static int[] correctValues;
        static List<Evolution> values = new List<Evolution>();

        public static CodeCompileUnit generateCompileUnit(CodeStatementCollection statements) {
            CodeCompileUnit compileUnit = new CodeCompileUnit();
            CodeNamespace samples = new CodeNamespace("CodeGolf");
            compileUnit.Namespaces.Add(samples);
            samples.Imports.Add(new CodeNamespaceImport("System"));
            CodeTypeDeclaration digitSumClass = new CodeTypeDeclaration("DigitSum");
            samples.Types.Add(digitSumClass);
            CodeMemberMethod method = new CodeMemberMethod();
            method.Name = "digitsum";
            method.Attributes = MemberAttributes.Public | MemberAttributes.Static;
            method.ReturnType = new CodeTypeReference (typeof(int));
            method.Parameters.Add (new CodeParameterDeclarationExpression (typeof(int), "i"));
            method.Statements.AddRange (statements);
            digitSumClass.Members.Add(method);
            return compileUnit;
        }

        public static long CompileAndInvoke(CodeStatementCollection statements, bool printCode) {
            CompilerParameters cp = new CompilerParameters();
            cp.ReferencedAssemblies.Add( "System.dll" );
            cp.GenerateInMemory = true;
            CodeGeneratorOptions cgo = new CodeGeneratorOptions ();
            CodeDomProvider cpd = new CSharpCodeProvider ();
            CodeCompileUnit cu = generateCompileUnit (statements);
            StringWriter sw = new StringWriter();
            cpd.GenerateCodeFromCompileUnit(cu, sw, cgo);
            if (printCode) {
                System.Console.WriteLine (sw.ToString ());
            }

            var result = cpd.CompileAssemblyFromDom (cp, cu);

            if (result.Errors.Count != 0) {
                return -1;
            } else {
                var assembly = result.CompiledAssembly;
                var type = assembly.GetType ("CodeGolf.DigitSum");
                var method = type.GetMethod ("digitsum");
                long fitness = CalcFitness (method);
                return fitness;
            }
        }

        public static long CalcFitness(MethodInfo method) {
            long result = 0;
            for (int i = 0; i < correctValues.Length; i++) {
                int r = (int)method.Invoke (null, new Object[] { i });
                result += Math.Abs (r - correctValues[i]);
            }
            return result;
        }

        public static CodeStatementCollection generateCodeDomFromString (Term[] terms) {
            CodeStatementCollection statements = new CodeStatementCollection ();
            CodeExpression expression = null;
            foreach (Term term in terms) {
                CodeExpression inner = new CodeArgumentReferenceExpression ("i");
                if (term.and.HasValue) {
                    inner = new CodeBinaryOperatorExpression (inner, CodeBinaryOperatorType.BitwiseAnd, new CodePrimitiveExpression(term.and.Value));
                }
                if (term.shift.HasValue) {
                    inner = new CodeBinaryOperatorExpression (inner, CodeBinaryOperatorType.Divide, new CodePrimitiveExpression(Math.Pow (2, term.shift.Value)));
                }
                if (expression == null) {
                    expression = inner;
                } else {
                    expression = new CodeBinaryOperatorExpression (expression, CodeBinaryOperatorType.Add, inner);
                }
            }
            statements.Add (new CodeMethodReturnStatement (expression));
            return statements;
        }


        public static void Main (string[] args)
        {
            correctValues = new int[10001];
            for (int i = 0; i < correctValues.Length; i++) {
                int result = 0;
                int num = i;
                while (num != 0) {
                    result += num % BASE;
                    num /= BASE;
                }
                correctValues [i] = result;
            }
            values.Add (new Evolution (new Term[] { new Term (null, null) }));
            Random rnd = new Random ();
            while (true) {
                // run old generation
                foreach (var val in values) {
                    CodeStatementCollection stat = generateCodeDomFromString (val.term);
                    long fitness = CompileAndInvoke (stat, false);
                    val.score = fitness;
                    System.Console.WriteLine ("Fitness: {0}", fitness);
                }
                Evolution best = values.Aggregate ((i1, i2) => i1.score < i2.score ? i1 : i2);
                CodeStatementCollection bestcoll = generateCodeDomFromString (best.term);
                CompileAndInvoke (bestcoll, true);
                System.Console.WriteLine ("Best fitness for this run: {0}", best.score);

                if (best.score == 0)
                    break;

                // generate new generation
                List<Evolution> top = values.OrderBy (i => i.score).Take (3).ToList();
                values = new List<Evolution> ();
                foreach (var e in top) {
                    values.Add (e);
                    if (e.term.Length < 16) {
                        Term[] newTerm = new Term[e.term.Length + 1];
                        for (int i = 0; i < e.term.Length; i++) {
                            newTerm [i] = e.term [i];
                        }
                        int rrr = rnd.Next (0, 17);
                        newTerm [e.term.Length] = new Term ((int)Math.Pow(2,rrr), rrr);
                        values.Add (new Evolution (newTerm));
                    }
                    {
                        int r = rnd.Next (0, e.term.Length);
                        Term[] newTerm = (Term[])e.term.Clone ();
                        int rrr = rnd.Next (0, 17);
                        newTerm [r] = new Term ((int)Math.Pow(2,rrr), rrr);
                        values.Add (new Evolution (newTerm));
                    }
                }
            }
        }

        public struct Term {
            public int? and;
            public int? shift;

            public Term(int? and, int? shift) {
                if (and!=0) {
                    this.and = and;
                } else this.and = null;
                if (shift!=0) {
                    this.shift = shift;
                } else this.shift=null;
            }
        }

        public class Evolution {
            public Term[] term;
            public long score;

            public Evolution(Term[] term) {
                this.term = term;
            }
        }
    }
}

Getestet unter OSX mit Mono C # Compiler Version 3.2.6.0.

Bei jeder Iteration wird der Fitnesswert der aktuellen Berechnung gedruckt. Am Ende wird die beste Lösung zusammen mit ihrer Fitness gedruckt. Die Schleife wird ausgeführt, bis eines der Ergebnisse einen Fitnesswert von 0 hat.

So fängt es an:

// ------------------------------------------------------------------------------
//  <autogenerated>
//      This code was generated by a tool.
//      Mono Runtime Version: 4.0.30319.17020
// 
//      Changes to this file may cause incorrect behavior and will be lost if 
//      the code is regenerated.
//  </autogenerated>
// ------------------------------------------------------------------------------

namespace CodeGolf {
    using System;


    public class DigitSum {

        public static int digitsum(int i) {
            return i;
        }
    }
}

Best fitness for this run: 49940387

Und nach einer Weile (dauert ungefähr 30 Minuten) endet es so (zeigt die letzte und fast letzte Iteration):

// ------------------------------------------------------------------------------
//  <autogenerated>
//      This code was generated by a tool.
//      Mono Runtime Version: 4.0.30319.17020
// 
//      Changes to this file may cause incorrect behavior and will be lost if 
//      the code is regenerated.
//  </autogenerated>
// ------------------------------------------------------------------------------

namespace CodeGolf {
    using System;


    public class DigitSum {

        public static int digitsum(int i) {
            return ((((((((((((((((i & 4096) / 4096) + ((i & 16) / 16)) + ((i & 32) / 32)) + ((i & 128) / 128)) + ((i & 65536) / 65536)) + ((i & 1024) / 1024)) + ((i & 8) / 8)) + ((i & 2) / 2)) + ((i & 512) / 512)) + ((i & 4) / 4)) + (i & 1)) + ((i & 256) / 256)) + ((i & 128) / 128)) + ((i & 8192) / 8192)) + ((i & 2048) / 2048));
        }
    }
}

Best fitness for this run: 4992
Fitness: 4992
Fitness: 7040
Fitness: 4993
Fitness: 4992
Fitness: 0
Fitness: 4992
Fitness: 4992
Fitness: 7496
// ------------------------------------------------------------------------------
//  <autogenerated>
//      This code was generated by a tool.
//      Mono Runtime Version: 4.0.30319.17020
// 
//      Changes to this file may cause incorrect behavior and will be lost if 
//      the code is regenerated.
//  </autogenerated>
// ------------------------------------------------------------------------------

namespace CodeGolf {
    using System;


    public class DigitSum {

        public static int digitsum(int i) {
            return (((((((((((((((((i & 4096) / 4096) + ((i & 16) / 16)) + ((i & 32) / 32)) + ((i & 64) / 64)) + ((i & 32768) / 32768)) + ((i & 1024) / 1024)) + ((i & 8) / 8)) + ((i & 2) / 2)) + ((i & 512) / 512)) + ((i & 4) / 4)) + (i & 1)) + ((i & 256) / 256)) + ((i & 128) / 128)) + ((i & 8192) / 8192)) + ((i & 2048) / 2048)) + ((i & 32768) / 32768));
        }
    }
}

Best fitness for this run: 0

Anmerkungen:

  1. CodeDOM unterstützt den Linksschichtoperator nicht, also verwende a >> bich ihn nichta / 2^b
  2. Die anfängliche Iteration entspricht genau den return i;Anforderungen des Problems.
  3. In den ersten Iterationen wird der Addition neuer Begriffe (Gene) zur Summe Priorität eingeräumt. Später hat es mehr Priorität, Werte (Mutation) zufällig zu ändern.
  4. Ich generiere Begriffe, die wie i & a >> astatt aussehen i & a >> b, da im letzteren Fall die Entwicklung einfach zu langsam war, um praktisch zu sein.
  5. Dies ist auch der Grund, warum sich die Lösung darauf beschränkt, eine Antwort im Formular zu finden return (i&a>>b)+(i&c>>d)+..., da jede andere Art (wie der Versuch, einen "richtigen" Code mit Schleifen, Zuweisungen, Bedingungsprüfungen usw. zu generieren) einfach zu langsam konvergiert. Auch auf diese Weise ist es sehr einfach, die Gene (jeweils der Begriff) zu definieren und sie zu mutieren.
  6. Dies ist auch der Grund, warum ich die Ziffern in Basis 2 hinzufüge (die Basis wurde in der Problemstellung nicht angegeben, daher halte ich dies für in Ordnung). Eine Base-10-Lösung wäre einfach zu langsam gewesen, und es wäre auch sehr schwierig gewesen, die tatsächlichen Gene zu definieren. Das Hinzufügen einer Schleife würde auch bedeuten, dass Sie den laufenden Code verwalten und einen möglichen Weg finden müssen, um ihn zu beenden, bevor er in eine möglicherweise unendliche Schleife eintritt.
  7. Gene sind nur mutiert, es gibt keine Überkreuzung in dieser Lösung. Ich weiß nicht, ob das Hinzufügen den Evolutionsprozess beschleunigen würde oder nicht.
  8. Die Lösung wird nur auf Zahlen getestet 0..10000(wenn Sie die gefundene Lösung überprüfen, können Sie feststellen, dass sie bei Zahlen größer als 16384 nicht funktioniert).
  9. Der gesamte Evolutionsprozess kann an dieser Stelle überprüft werden.
SztupY
quelle
3

Javascript

Nun, ich habe ein Problem mit der Gleitkommapräzision bei meiner Antwort - das wahrscheinlich mit einer BigDecimal-Bibliothek gelöst werden kann -, wenn die Eingabenummern größer als sind 55.
Ja, das ist noch lange nicht 10000so, also erwarte ich keinen Sieg, aber dennoch eine interessante Methode, die auf diesem Thema basiert .
Es berechnet eine [Polynominterpolation] ( http://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_interpolation ) basierend auf einer Menge von Punkten, verwendet also nur Multiplikation, Division und Addition, keine Modulo- oder bitweisen Operatoren.

//used to compute real values
function correct(i) {
  var s = i.toString();
  var o=0;
  for (var i=0; i<s.length; i++) {
    o+=parseInt(s[i]);
  }
  return o;
}

function digitsum(i){return i}
//can be replaced by anything like :
//function digitsum(i){return (Math.sin(i*i)+2*Math.sqrt(i)))}

for (var j=0; j<60; j++) {
  var p = correct(j+1)-digitsum(j+1);
  if (p != 0) {
    var g='Math.round(1';
    for (var k=0; k<j+1; k++) {
      g+='*((i-'+k+')/'+(j+1-k)+')';
    }
    g+=')';
    eval(digitsum.toString().replace(/{return (.*)}/, function (m,v) {
      return "{return "+v+"+"+p+"*"+g+"}";
    }));
  }
}

console.log(digitsum);

Ausgabefunktion:

function digitsum(i){return 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((i-30)/28)*((i-31)/27)*((i-32)/26)*((i-33)/25)*((i-34)/24)*((i-35)/23)*((i-36)/22)*((i-37)/21)*((i-38)/20)*((i-39)/19)*((i-40)/18)*((i-41)/17)*((i-42)/16)*((i-43)/15)*((i-44)/14)*((i-45)/13)*((i-46)/12)*((i-47)/11)*((i-48)/10)*((i-49)/9)*((i-50)/8)*((i-51)/7)*((i-52)/6)*((i-53)/5)*((i-54)/4)*((i-55)/3)*((i-56)/2)*((i-57)/1))+189776303470473200*Math.round(1*((i-0)/59)*((i-1)/58)*((i-2)/57)*((i-3)/56)*((i-4)/55)*((i-5)/54)*((i-6)/53)*((i-7)/52)*((i-8)/51)*((i-9)/50)*((i-10)/49)*((i-11)/48)*((i-12)/47)*((i-13)/46)*((i-14)/45)*((i-15)/44)*((i-16)/43)*((i-17)/42)*((i-18)/41)*((i-19)/40)*((i-20)/39)*((i-21)/38)*((i-22)/37)*((i-23)/36)*((i-24)/35)*((i-25)/34)*((i-26)/33)*((i-27)/32)*((i-28)/31)*((i-29)/30)*((i-30)/29)*((i-31)/28)*((i-32)/27)*((i-33)/26)*((i-34)/25)*((i-35)/24)*((i-36)/23)*((i-37)/22)*((i-38)/21)*((i-39)/20)*((i-40)/19)*((i-41)/18)*((i-42)/17)*((i-43)/16)*((i-44)/15)*((i-45)/14)*((i-46)/13)*((i-47)/12)*((i-48)/11)*((i-49)/10)*((i-50)/9)*((i-51)/8)*((i-52)/7)*((i-53)/6)*((i-54)/5)*((i-55)/4)*((i-56)/3)*((i-57)/2)*((i-58)/1))+51028516348018696*Math.round(1*((i-0)/60)*((i-1)/59)*((i-2)/58)*((i-3)/57)*((i-4)/56)*((i-5)/55)*((i-6)/54)*((i-7)/53)*((i-8)/52)*((i-9)/51)*((i-10)/50)*((i-11)/49)*((i-12)/48)*((i-13)/47)*((i-14)/46)*((i-15)/45)*((i-16)/44)*((i-17)/43)*((i-18)/42)*((i-19)/41)*((i-20)/40)*((i-21)/39)*((i-22)/38)*((i-23)/37)*((i-24)/36)*((i-25)/35)*((i-26)/34)*((i-27)/33)*((i-28)/32)*((i-29)/31)*((i-30)/30)*((i-31)/29)*((i-32)/28)*((i-33)/27)*((i-34)/26)*((i-35)/25)*((i-36)/24)*((i-37)/23)*((i-38)/22)*((i-39)/21)*((i-40)/20)*((i-41)/19)*((i-42)/18)*((i-43)/17)*((i-44)/16)*((i-45)/15)*((i-46)/14)*((i-47)/13)*((i-48)/12)*((i-49)/11)*((i-50)/10)*((i-51)/9)*((i-52)/8)*((i-53)/7)*((i-54)/6)*((i-55)/5)*((i-56)/4)*((i-57)/3)*((i-58)/2)*((i-59)/1))} 

Diese Polynomfunktion (vereinfacht bis Grad 25 und ohne Rundung) zeigt Werte für ganze Zahlen (lesbar für [6; 19]):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Tests:

for (var i=0; i<60; i++) { console.log(i + ' : ' + digitsum(i)) }
0 : 0
1 : 1
2 : 2
3 : 3
4 : 4
5 : 5
6 : 6
7 : 7
8 : 8
9 : 9
10 : 1
11 : 2
12 : 3
13 : 4
14 : 5
15 : 6
16 : 7
17 : 8
18 : 9
19 : 10
20 : 2
21 : 3
22 : 4
23 : 5
24 : 6
25 : 7
26 : 8
27 : 9
28 : 10
29 : 11
30 : 3
31 : 4
32 : 5
33 : 6
34 : 7
35 : 8
36 : 9
37 : 10
38 : 11
39 : 12
40 : 4
41 : 5
42 : 6
43 : 7
44 : 8
45 : 9
46 : 10
47 : 11
48 : 12
49 : 13
50 : 5
51 : 6
52 : 7
53 : 8
54 : 9
55 : 10
56 : 12 //precision issue starts here
57 : 16
58 : 16
59 : 0 
Michael M.
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+1 Das ist cool. Anstelle einer Polynominterpolation möchten Sie möglicherweise eine Spline-Interpolation durchführen. Dies sollte auch mit einem evolutionären Algorithmus möglich sein, ist jedoch möglicherweise genauer.
SztupY
@SztupY, interessant! Ich bin es nicht gewohnt, mit Spline zu arbeiten, aber ich werde mir diese Methode auf jeden Fall ansehen. Vielen Dank.
Michael M.