Algoritma evolusi reflektif

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Anda harus menulis sebuah program, mengimplementasikan suatu fungsi digitsum(int i). Program harus memodifikasi kode sendiri (untuk bahasa, di mana ini tidak mungkin dengan refleksi , harap kreatif) untuk mendapatkan sendiri untuk menyelesaikan tujuan.

Anda mulai dengan

function digitsum(int i){
    return i;
}

dan mengimplementasikan algoritma evolusioner yang akan memodifikasi fungsi di atas sampai mengembalikan digit yang valid pada panggilan fungsi.

Karena ini adalah kontes popularitas, Anda memiliki banyak tangan gratis, harap kreatif!

Pedoman:

  • Mulai dengan fungsi yang ditentukan (diterjemahkan ke bahasa Anda tentu saja).
  • Cetak setidaknya fungsi yang paling sesuai dari setiap generasi.
  • Cetak solusi kerja Anda yang teruji 0 <i <10000.
  • Jadilah kreatif!

Tidak:

  • Petunjuk program Anda untuk solusinya, silakan gunakan seluruh pilihan bahasa Anda!
  • Lempar kesalahan ke konsol.
  • Gunakan input eksternal apa pun. Anda dapat menulis dan menyimpan ke file yang dibuat oleh program Anda. Tidak ada internet.

Solusi yang valid dengan kemenangan terbanyak!

reggaemuffin
sumber
Apakah no librariesdiizinkan berarti tidak ada libc?
mniip
saya telah menghapusnya no librarieskarena akan menjadi imo yang rumit, sehingga pemilih dapat memutuskan apakah ada banyak perpustakaan yang digunakan!
reggaemuffin
7
+1 Pertanyaan menarik yang sulit. Butuh beberapa jam untuk menghasilkan jawaban. Sayangnya jangan berharap untuk mendapatkan lebih dari mengatakan 2 atau 3 jawaban.
Victor Stafusa
Keajaiban Apa perbedaan antara ini dan fungsi rekursif? Saya tidak bisa mengetahuinya, karena saya tidak bisa memvisualisasikan skenario yang terasa terbelakang xD
Teun Pronk
1
"Silakan gunakan seluruh pilihan bahasa Anda!" tampaknya merupakan permintaan eksplisit untuk mengambil risiko program menghapus file-file penting.
Peter Taylor

Jawaban:

3

C #

Hampir seluruhnya solusi perakitan acak dan mentah. Sejauh C # dan hampir semua platform lain berjalan, ini serendah mungkin. Untungnya, C # memungkinkan Anda untuk mendefinisikan metode selama runtime di IL (IL adalah bahasa perantara, kode byte .NET, mirip dengan assembly). Satu-satunya batasan kode ini adalah saya memilih beberapa opcode (dari ratusan) dengan distribusi sewenang-wenang yang akan diperlukan untuk solusi sempurna. Jika kami mengizinkan semua opcode, kemungkinan program kerja tidak ada, jadi ini perlu (seperti yang dapat Anda bayangkan, ada banyak cara instruksi perakitan acak dapat macet, tetapi untungnya, mereka tidak menjatuhkan seluruh program dalam .NET). Selain rentang opcodes yang mungkin, opcode IL mengiris dan dicing sepenuhnya acak tanpa jenis petunjuk apa pun.

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);
            }
        }
    }
}

Maaf saya tidak mendapatkan hasil sejauh ini karena bahkan dengan pengujian untuk 1..99 (bukan 1..9999) cukup lambat dan saya terlalu lelah. Akan kembali lagi besok.

EDIT: Saya menyelesaikan program dan banyak tweak. Sekarang, jika Anda menekan CTRL-C, itu akan menyelesaikan proses sekarang dan menghasilkan hasilnya dalam file. Saat ini, satu-satunya solusi yang layak yang dihasilkannya adalah program yang selalu menghasilkan angka konstan. Saya mulai berpikir bahwa peluang program kerja yang lebih maju secara astronomis kecil. Pokoknya saya akan tetap berjalan selama beberapa waktu.

EDIT: Saya terus mengutak-atik algoritme, ini mainan yang sempurna untuk geek seperti saya. Saya pernah melihat program yang dihasilkan yang benar-benar melakukan beberapa matematika acak dan tidak selalu mengembalikan angka konstan. Akan luar biasa untuk menjalankannya di beberapa juta CPU sekaligus :). Akan terus menjalankannya.

EDIT: Inilah hasil dari beberapa matematika yang benar-benar acak. Melompat sekitar dan tetap di 17 untuk sisa indeks. Ini tidak akan menjadi sadar dalam waktu dekat.

EDIT: Semakin rumit. Tentu saja, seperti yang Anda harapkan, itu tidak seperti algoritma digitsum yang tepat, tetapi berusaha keras. Lihat, program perakitan yang dihasilkan komputer!

fejesjoco
sumber
Terlihat sangat keren! Saya akan melihat kode Anda besok!
reggaemuffin
Saya sebenarnya mencoba pendekatan yang sama, dan saya juga berjuang keras dengan fungsi evaluasi yang baik. Saya juga terjebak dalam maxima lokal (terjebak dalam solusi, yang mengembalikan benar untuk 1..19, menggunakan operasi modulu mewah). Bagaimanapun, terserah Anda! PS: untuk keluar dari maksimum lokal, saya akan mencoba memperkenalkan mutasi radikal sesekali, dan membiarkan mereka berkembang (di alam semesta yang terpisah, mungkin) untuk sementara waktu agar tidak segera ditembak jatuh oleh yang lain ... ( jenis seperti Amerika Selatan yang melayang dari Afrika dan mengembangkan spesies yang berbeda ;-)
blabla999
3

C #

Ini mungkin tidak sepenuhnya sesuai dengan apa yang Anda bayangkan, tetapi ini adalah yang terbaik yang bisa saya lakukan sekarang. (Setidaknya dengan C # dan CodeDom).

Jadi cara kerjanya:

  1. Ini menghitung basis digit 2 (basis tidak ditentukan dalam pernyataan)
  2. Itu mencoba untuk menghasilkan ekspresi dengan banyak istilah yang terlihat seperti ((i & v1) >> v2). Istilah-istilah ini akan menjadi gen yang akan dimutasi melalui proses.
  3. Fungsi kebugaran hanya membandingkan nilai-nilai dengan array yang telah dihitung sebelumnya, dan menggunakan jumlah nilai absolut dari perbedaan. Ini berarti nilai 0 berarti kita telah sampai pada solusi, dan semakin sedikit nilai semakin bugar solusi.

Kode:

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;
            }
        }
    }
}

Diuji pada OSX dengan kompiler Mono C # versi 3.2.6.0.

Pada setiap iterasi mencetak nilai kebugaran dari perhitungan saat ini. Pada akhirnya akan mencetak solusi terbaik bersama dengan kebugarannya. Loop akan berjalan hingga salah satu hasil memiliki nilai kebugaran 0.

Beginilah awalnya:

// ------------------------------------------------------------------------------
//  <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

Dan setelah beberapa saat (memakan waktu sekitar 30 menit), ini adalah bagaimana itu berakhir (menunjukkan iterasi terakhir dan hampir terakhir):

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//  <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

Catatan:

  1. CodeDOM tidak mendukung operator shift kiri jadi alih-alih a >> bsaya menggunakana / 2^b
  2. Iterasi awal hanya return i;seperti yang dipersyaratkan oleh masalah.
  3. Dalam beberapa iterasi pertama prioritas diberikan untuk menambahkan istilah baru (gen) ke jumlah. Kemudian ada lebih banyak prioritas dalam mengubah nilai (mutasi) secara acak.
  4. Saya menghasilkan istilah yang lebih mirip i & a >> abukani & a >> b , karena dalam kasus terakhir evolusi terlalu lambat untuk praktis.
  5. Ini juga mengapa solusinya terbatas pada menemukan jawaban dalam formulir return (i&a>>b)+(i&c>>d)+... , karena jenis lain (seperti mencoba untuk menghasilkan kode "tepat", dengan loop, tugas, pemeriksaan kondisi, dll.) Akan menyatu terlalu lambat. Juga dengan cara ini sangat mudah untuk mendefinisikan gen (masing-masing istilah), dan sangat mudah untuk bermutasi.
  6. Ini juga alasan mengapa saya menambahkan digit di basis 2 (basis tidak ditentukan dalam pernyataan masalah, jadi saya menganggap ini baik-baik saja). Solusi basis 10 hanya akan memperlambat, dan juga akan sangat sulit untuk menentukan gen yang sebenarnya. Menambahkan loop juga berarti bahwa Anda harus mengelola kode yang sedang berjalan, dan menemukan cara yang mungkin untuk membunuhnya, sebelum memasuki loop yang berpotensi tak terbatas.
  7. Gen hanya bermutasi, tidak ada crossover dalam solusi ini. Saya tidak tahu apakah menambahkan itu akan mempercepat proses evolusi atau tidak.
  8. Solusinya hanya diuji untuk angka 0..10000(jika Anda memeriksa solusi yang ditemukan Anda dapat melihat bahwa itu tidak akan bekerja untuk angka yang lebih besar dari 16384)
  9. Seluruh proses evolusi dapat diperiksa di intisari ini.
SztupY
sumber
3

Javascript

Yah, saya punya beberapa masalah presisi floating point dengan jawaban saya - yang mungkin dapat dipecahkan menggunakan perpustakaan BigDecimal - ketika angka input lebih besar dari 55.
Ya, itu jauh dari 10000jadi saya tidak berharap untuk menang tetapi masih merupakan metode yang menarik berdasarkan topik ini .
Itu menghitung [interpolasi polinomial] ( http://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_interpolation ) berdasarkan satu set poin, sehingga hanya menggunakan perkalian, pembagian dan penambahan, tidak ada operator modulo atau bitwise.

//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);

Fungsi output:

function digitsum(i){return i+-9*Math.round(1*((i-0)/10)*((i-1)/9)*((i-2)/8)*((i-3)/7)*((i-4)/6)*((i-5)/5)*((i-6)/4)*((i-7)/3)*((i-8)/2)*((i-9)/1))+90*Math.round(1*((i-0)/11)*((i-1)/10)*((i-2)/9)*((i-3)/8)*((i-4)/7)*((i-5)/6)*((i-6)/5)*((i-7)/4)*((i-8)/3)*((i-9)/2)*((i-10)/1))+-495*Math.round(1*((i-0)/12)*((i-1)/11)*((i-2)/10)*((i-3)/9)*((i-4)/8)*((i-5)/7)*((i-6)/6)*((i-7)/5)*((i-8)/4)*((i-9)/3)*((i-10)/2)*((i-11)/1))+1980*Math.round(1*((i-0)/13)*((i-1)/12)*((i-2)/11)*((i-3)/10)*((i-4)/9)*((i-5)/8)*((i-6)/7)*((i-7)/6)*((i-8)/5)*((i-9)/4)*((i-10)/3)*((i-11)/2)*((i-12)/1))+-6435*Math.round(1*((i-0)/14)*((i-1)/13)*((i-2)/12)*((i-3)/11)*((i-4)/10)*((i-5)/9)*((i-6)/8)*((i-7)/7)*((i-8)/6)*((i-9)/5)*((i-10)/4)*((i-11)/3)*((i-12)/2)*((i-13)/1))+18018*Math.round(1*((i-0)/15)*((i-1)/14)*((i-2)/13)*((i-3)/12)*((i-4)/11)*((i-5)/10)*((i-6)/9)*((i-7)/8)*((i-8)/7)*((i-9)/6)*((i-10)/5)*((i-11)/4)*((i-12)/3)*((i-13)/2)*((i-14)/1))+-45045*Math.round(1*((i-0)/16)*((i-1)/15)*((i-2)/14)*((i-3)/13)*((i-4)/12)*((i-5)/11)*((i-6)/10)*((i-7)/9)*((i-8)/8)*((i-9)/7)*((i-10)/6)*((i-11)/5)*((i-12)/4)*((i-13)/3)*((i-14)/2)*((i-15)/1))+102960*Math.round(1*((i-0)/17)*((i-1)/16)*((i-2)/15)*((i-3)/14)*((i-4)/13)*((i-5)/12)*((i-6)/11)*((i-7)/10)*((i-8)/9)*((i-9)/8)*((i-10)/7)*((i-11)/6)*((i-12)/5)*((i-13)/4)*((i-14)/3)*((i-15)/2)*((i-16)/1))+-218790*Math.round(1*((i-0)/18)*((i-1)/17)*((i-2)/16)*((i-3)/15)*((i-4)/14)*((i-5)/13)*((i-6)/12)*((i-7)/11)*((i-8)/10)*((i-9)/9)*((i-10)/8)*((i-11)/7)*((i-12)/6)*((i-13)/5)*((i-14)/4)*((i-15)/3)*((i-16)/2)*((i-17)/1))+437580*Math.round(1*((i-0)/19)*((i-1)/18)*((i-2)/17)*((i-3)/16)*((i-4)/15)*((i-5)/14)*((i-6)/13)*((i-7)/12)*((i-8)/11)*((i-9)/10)*((i-10)/9)*((i-11)/8)*((i-12)/7)*((i-13)/6)*((i-14)/5)*((i-15)/4)*((i-16)/3)*((i-17)/2)*((i-18)/1))+-831411*Math.round(1*((i-0)/20)*((i-1)/19)*((i-2)/18)*((i-3)/17)*((i-4)/16)*((i-5)/15)*((i-6)/14)*((i-7)/13)*((i-8)/12)*((i-9)/11)*((i-10)/10)*((i-11)/9)*((i-12)/8)*((i-13)/7)*((i-14)/6)*((i-15)/5)*((i-16)/4)*((i-17)/3)*((i-18)/2)*((i-19)/1))+1511820*Math.round(1*((i-0)/21)*((i-1)/20)*((i-2)/19)*((i-3)/18)*((i-4)/17)*((i-5)/16)*((i-6)/15)*((i-7)/14)*((i-8)/13)*((i-9)/12)*((i-10)/11)*((i-11)/10)*((i-12)/9)*((i-13)/8)*((i-14)/7)*((i-15)/6)*((i-16)/5)*((i-17)/4)*((i-18)/3)*((i-19)/2)*((i-20)/1))+-2647260*Math.round(1*((i-0)/22)*((i-1)/21)*((i-2)/20)*((i-3)/19)*((i-4)/18)*((i-5)/17)*((i-6)/16)*((i-7)/15)*((i-8)/14)*((i-9)/13)*((i-10)/12)*((i-11)/11)*((i-12)/10)*((i-13)/9)*((i-14)/8)*((i-15)/7)*((i-16)/6)*((i-17)/5)*((i-18)/4)*((i-19)/3)*((i-20)/2)*((i-21)/1))+4490640*Math.round(1*((i-0)/23)*((i-1)/22)*((i-2)/21)*((i-3)/20)*((i-4)/19)*((i-5)/18)*((i-6)/17)*((i-7)/16)*((i-8)/15)*((i-9)/14)*((i-10)/13)*((i-11)/12)*((i-12)/11)*((i-13)/10)*((i-14)/9)*((i-15)/8)*((i-16)/7)*((i-17)/6)*((i-18)/5)*((i-19)/4)*((i-20)/3)*((i-21)/2)*((i-22)/1))+-7434405*Math.round(1*((i-0)/24)*((i-1)/23)*((i-2)/22)*((i-3)/21)*((i-4)/20)*((i-5)/19)*((i-6)/18)*((i-7)/17)*((i-8)/16)*((i-9)/15)*((i-10)/14)*((i-11)/13)*((i-12)/12)*((i-13)/11)*((i-14)/10)*((i-15)/9)*((i-16)/8)*((i-17)/7)*((i-18)/6)*((i-19)/5)*((i-20)/4)*((i-21)/3)*((i-22)/2)*((i-23)/1))+12150072*Math.round(1*((i-0)/25)*((i-1)/24)*((i-2)/23)*((i-3)/22)*((i-4)/21)*((i-5)/20)*((i-6)/19)*((i-7)/18)*((i-8)/17)*((i-9)/16)*((i-10)/15)*((i-11)/14)*((i-12)/13)*((i-13)/12)*((i-14)/11)*((i-15)/10)*((i-16)/9)*((i-17)/8)*((i-18)/7)*((i-19)/6)*((i-20)/5)*((i-21)/4)*((i-22)/3)*((i-23)/2)*((i-24)/1))+-19980675*Math.round(1*((i-0)/26)*((i-1)/25)*((i-2)/24)*((i-3)/23)*((i-4)/22)*((i-5)/21)*((i-6)/20)*((i-7)/19)*((i-8)/18)*((i-9)/17)*((i-10)/16)*((i-11)/15)*((i-12)/14)*((i-13)/13)*((i-14)/12)*((i-15)/11)*((i-16)/10)*((i-17)/9)*((i-18)/8)*((i-19)/7)*((i-20)/6)*((i-21)/5)*((i-22)/4)*((i-23)/3)*((i-24)/2)*((i-25)/1))+34041150*Math.round(1*((i-0)/27)*((i-1)/26)*((i-2)/25)*((i-3)/24)*((i-4)/23)*((i-5)/22)*((i-6)/21)*((i-7)/20)*((i-8)/19)*((i-9)/18)*((i-10)/17)*((i-11)/16)*((i-12)/15)*((i-13)/14)*((i-14)/13)*((i-15)/12)*((i-16)/11)*((i-17)/10)*((i-18)/9)*((i-19)/8)*((i-20)/7)*((i-21)/6)*((i-22)/5)*((i-23)/4)*((i-24)/3)*((i-25)/2)*((i-26)/1))+-62162100*Math.round(1*((i-0)/28)*((i-1)/27)*((i-2)/26)*((i-3)/25)*((i-4)/24)*((i-5)/23)*((i-6)/22)*((i-7)/21)*((i-8)/20)*((i-9)/19)*((i-10)/18)*((i-11)/17)*((i-12)/16)*((i-13)/15)*((i-14)/14)*((i-15)/13)*((i-16)/12)*((i-17)/11)*((i-18)/10)*((i-19)/9)*((i-20)/8)*((i-21)/7)*((i-22)/6)*((i-23)/5)*((i-24)/4)*((i-25)/3)*((i-26)/2)*((i-27)/1))+124324200*Math.round(1*((i-0)/29)*((i-1)/28)*((i-2)/27)*((i-3)/26)*((i-4)/25)*((i-5)/24)*((i-6)/23)*((i-7)/22)*((i-8)/21)*((i-9)/20)*((i-10)/19)*((i-11)/18)*((i-12)/17)*((i-13)/16)*((i-14)/15)*((i-15)/14)*((i-16)/13)*((i-17)/12)*((i-18)/11)*((i-19)/10)*((i-20)/9)*((i-21)/8)*((i-22)/7)*((i-23)/6)*((i-24)/5)*((i-25)/4)*((i-26)/3)*((i-27)/2)*((i-28)/1))+-270405144*Math.round(1*((i-0)/30)*((i-1)/29)*((i-2)/28)*((i-3)/27)*((i-4)/26)*((i-5)/25)*((i-6)/24)*((i-7)/23)*((i-8)/22)*((i-9)/21)*((i-10)/20)*((i-11)/19)*((i-12)/18)*((i-13)/17)*((i-14)/16)*((i-15)/15)*((i-16)/14)*((i-17)/13)*((i-18)/12)*((i-19)/11)*((i-20)/10)*((i-2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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))} 

Fungsi polinomial ini (disederhanakan ke tingkat 25 dan tanpa pembulatan) diplot, lihat nilai untuk bilangan bulat (dapat dibaca untuk [6; 19]):

masukkan deskripsi gambar di sini

Tes:

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.
sumber
+1 Ini keren. Alih-alih interpolasi polinomial Anda mungkin ingin melakukan interpolasi spline, itu juga harus mungkin dilakukan dengan algoritma evolusi, tetapi mungkin lebih tepat.
SztupY
@SztupY, menarik! Saya tidak terbiasa bekerja dengan spline tetapi saya pasti akan melihat metode ini. Terima kasih.
Michael M.