모든 표현이 이해되는 프로그래밍 언어

권장 사항에 따라 Stack Overflow 에서 이것을 다시 게시하고 있습니다 .

최근에 나는 다음과 같은 문제에 대해 생각하고있다.

표준 "Hello world!"의 코드를 고려하십시오. 프로그램:

main()
{
    printf("Hello World");

}

이제이 코드의 거의 모든 변경은 코드를 완전히 쓸모 없게 만들며, 실제로 거의 모든 변경으로 인해 코드가 컴파일되지 않습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

main(5
{
    printf("Hello World");

}

이제 실제 질문입니다. 가능한 모든 기호 조합, 즉 모든 표현이 의미가있는 프로그래밍 언어가 있습니까? 나는 일종의 해결책에 대해 생각하고 두 가지를 생각해 냈습니다.

1. 제한된 수의 변수가있는 접미사. 기본적으로 모든 변수는 코드를 작성하기 전에 이미 정의되어 있으므로 변수로 작업해야합니다. 이론적으로 많은 간단한 프로그램 체인을 구성하여 임의의 수의 작업을 수행 할 수 있습니다. 각 프로그램은 다른 프로그램에 결과를 제공합니다. 코드는 접미사 표기법으로 일련의 문자로 작성 될 수 있습니다.

2. 변수 스택이있는 "Postfix" 변수는 스택에 저장됩니다. 모든 작업은 상단에서 두 개의 변수를 가져와 결과를 제자리에 둡니다. 프로그램이 마지막 작업 또는 변수에 도달하면 종료됩니다.

개인적으로 나는이 두 가지를 모두 싫어합니다. 그것들은 제한적일뿐만 아니라 우아하지도 않습니다. 그것들은 대안과 같은 실제 솔루션이 아니며, 본질적으로 일부 작업을 외부 프로세스에 "오프 쇼어"합니다.

누구 든지이 문제를 해결하는 방법에 대한 다른 아이디어가 있습니까?

codewars 뒤에있는 어셈블리 언어 인 Redcode는 코드가 최종적으로 제공되기 전에 종종 엉망이되고 중단해야 할 기회가 많을수록 게임의 재미는 떨어지기 때문에 정지 명령이 거의 없도록 명시 적으로 작성되었습니다.

우리는 프로그램이 실행되기를 원하지 않고 예상 한 방식으로 실행되기를 원하기 때문에 실제로 그러한 언어는 거의 볼 수 없습니다. 오타를 작성하고 프로그램 실행 방식을 변경할 수있는 경우 원래 예상되는 동작과 거의 비슷하거나 프로그래머가 불만을 느끼고 있어야합니다.

공식 언어가 아닌 자연 언어를 사용하여 이러한 것들에 우선 순위가 있지만 공식 언어의 사용과 비교할 때 큰 분야라고 부르지는 않습니다. 그러한 프로그래밍 언어에 관심이 있으시면 자연어 처리 커뮤니티가 내가 볼 곳입니다.

당신이 볼 수있는 또 다른 분야는 유전학입니다. 단순히 유효하지 않은 유전자 서열은 현저히 적습니다. 재생산에는 그다지 효과적이지 않지만 유효하지 않은 것들이 거의 없습니다.

보편적 인 튜링 머신의 아이디어는 "프로그래밍 언어"만을 사용합니다. 예를 들어 이진법으로 표현 된 튜링 머신을 자연수로 코딩하여 모든 자연수가 튜링 머신, 즉 프로그램을 나타냅니다. 이 언어에서 0과 1의 모든 문자열은 프로그램입니다.

$n$$n$

모든 문자열이 프로그램 인 난해한 프로그래밍 언어도 있습니다. 그러나 당신이 그 목록을 요구한다면, 나는 당신의 질문이 여기서 논외라고 생각합니다.

모든 표현이 이해되도록 프로그래밍 언어를 확장하는 것은 항상 가능하지만 흥미롭지는 않습니다. 예를 들어, 원래 언어가 거부하는 표현에 "아무것도하지 않음"이라는 의미를 지정할 수 있습니다.

모든 표현이 "실행할 수있는"방식으로 의미가있는 프로그래밍 언어를 디자인하는 것은 특별히 유용하지 않습니다. 좋은 프로그래밍 언어는 원숭이가 키보드로 입력하고 유효한 프로그램을 작성할 수있는 언어가 아니라 프로그래머가 작성하려는 프로그램을 쉽게 작성할 수있는 언어입니다. 유효한 프로그램을 작성하는 것은 프로그래밍의 어려운 부분이 아닙니다. 어려운 부분은 예상 한 것을 수행하는 프로그램을 작성하는 것입니다. 분명히 잘못된 프로그램을 거부하는 것은이 점에서 매우 도움이됩니다.

이 문제를 해결하는 또 다른 방법은 각 입력에 대해 컴파일 시간,로드 시간 또는 런타임 오류를 생성해야하는 경우를 지정하는 것을 비롯하여 가능한 모든 입력의 의미를 완전히 정의하는 것입니다. 즉, " Syntax error at line 42표준 오류 스트림에 인쇄 한 후 프로그램 중단 "은 언어의 정의 된 의미의 일부입니다. 모든 표현은 정의 된 의미를 갖는다는 점에서 "이해됩니다". 이것이 유용한 의미입니까? 어쩌면 – 결국 프로그램이 틀렸다면 거부하는 것이 유용 할 것입니다.

조합 논리에 기반한 Turing-complete language 인 Jot를 확인하십시오 . 여기서 0과 1의 모든 시퀀스 (빈 시퀀스 포함)는 유효한 프로그램입니다.

좋은 예가 공백 입니다. 적절한 언어에서는 모든 연산자 조합이 유효합니다. 연산자는 공백, 탭 및 줄 바꿈 (특히 "\ n")입니다. 다른 모든 문자는 주석으로 간주됩니다 .

이 답변과 실제로 귀하의 질문 (및 전체 웹 페이지)은 유효한 공백 프로그램의 예입니다 (특히 흥미로운 것은 없습니다).

나는 많은 포스터들이 그 같은 언어가 "무용지물"이라는 아이디어를 말하고 싶다. 아마도 어떤 특정 과제를 해결하려는 의도로 인간이 수동으로 글을 쓰는 것은 쓸모가 없을 것입니다. 그러나 프로그래밍 언어의 대다수 유스 케이스 임에도 불구하고 이것이 유일하게 유스 케이스는 아닙니다. 그러한 언어가 유용한 곳에서 몇 가지 유스 케이스가 떠오를 것이며 그러한 언어의 예를 위해 해당 필드를 살펴볼 수 있습니다.

첫째 유전학에 콜트 암몬의 암시가 장소입니다 : 문제의 프로그램 변환 (대체 )를 위해 5)을 볼 수있다 돌연변이 . 이런 종류의 조작은 진화 계산 분야에서 일반적입니다 . 특히 유전자 알고리즘 은 문자열 에서 이러한 변환을 수행 하는 반면, 유전자 프로그래밍 은 프로그램을 변환 합니다 . 두 경우 모두 가장 작은 검색 공간을 생성하므로 모든 가능성에 의미를 부여하려고합니다.

유전자 알고리즘은 문자열 에 대한 일종의 평가 함수 에 의존합니다 . 프로그래밍 언어 해석기를 평가 함수로 사용하는 경우 가능한 모든 문자열에 의미를 부여하는 프로그래밍 언어가 유용한 시나리오가 있습니다. 유전자 프로그래밍에서, 우리의 평가 기능은 프로그래밍 언어 해석기라고 가정하지만, 우리는 프로그램에 대한 다양한 표현 을 선택할 수 있습니다 . 예를 들어, 많은 시스템이 추상 구문 트리에서 작동합니다. 표현으로 문자열을 선택하면 유전자 알고리즘과 동일한 시나리오를 복구 할 수 있습니다.

모든 문자열이 유효한 프로그램이되기를 원하는 또 다른 상황은 프로그램을 열거 할 때 입니다. 이것은 코드 인 카오스 (CCodeInChaos)가 언급 한 단어와 관련이 있지만 몇 가지 이유로 자연수 (Natural Number)보다는 문자열 (string)에서 작동하는 것을 선호 할 수 있습니다.

• 언어에 어떤 구조가 있다면, 예를 들어. 하위 문자열에 의미를 할당 할 수 있습니다. 자연수로 변환 할 때 손실 될 수 있습니다. 이 경우 전체 프로그램을 숫자로 나타내지 않고 하위 문자열을 추론하고 로컬로 변환하기 위해 문자열을 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 각 비트가 개별적인 의미를 가질 때 산술식이 아닌 int에서 비트 단위 연산을 선호하는 방법과 유사합니다. 이것은 기본적으로 진화 시나리오의 일반화입니다.
• 필요에 따라 프로그램을 생성 할 수도 있습니다. 예를 들어, 우리는 완전히 결정되지 않은 프로그램의 실행을 시작하고, 명령 포인터가 그들에 도달 할 때 개별 명령들 (예를 들어, 문자들)만을 생성 (예를 들어, 무작위로) 할 수있다. 이는 프로그램이 Turing machine tape 인 알고리즘 정보 이론에서 일반적이며, 무작위로 생성 된 프로그램의 동작을 특성화하는 것이 목표입니다. 예를 들어, 임의의 문자열보다 솔로몬 오프 이전에 임의 테이프를 사용하는 범용 Turing 기계가 해당 문자열을 출력 할 확률로 공식화 할 수 있습니다.

예시적인 언어와 관련하여, 많은 진화 계산 시스템은 푸시 패밀리 와 같은 스택 언어를 기반으로 합니다. 이것들은 임의의 토큰 스트림을 허용하는 경향이 있습니다 (개별 문자로 나타낼 수 있음). 때때로 (BrainSlugs83의 Brainfuck 예제와 같이) 괄호 균형에 제한이 있습니다. 그러나, 우리는이를 관련시킬 수 자가 구분 프로그램 같은 문자열이 점에서, [유효하지 않을 수 있습니다 프로그램 , 그러나 그것은 이다 유효한 프로그램 접두사 . stdin에서 소스 코드를 읽는 컴파일러 / 인터프리터가 다음 과 같은 문자열을 거부 하지 않으면 [계속하기 전에 더 많은 입력을 기다릴 것입니다.

이진 조합 논리 및 이진 람다 미적분학과 같은 언어는 알고리즘 정보 이론에 대한 작업에서 직접 발생했습니다. ...에서 http://tromp.github.io/cl/cl.html

이 미니멀리즘 유니버설 컴퓨터의 디자인은 개별 객체의 무작위성을 연구하는 Kolmogorov Complexity의 구체적인 정의를 생각해 내고자하는 바람에 동기를 부여했습니다.

실제 프로그래밍 언어는 의미를 전달합니다 컴퓨터가 아닌 사람에게 합니다. 'net 쇼 주위에 거의 무작위로 섞인 글자가 떠 다니는 재미있는 텍스트가 많기 때문에 사람들은 맹 글링을 눈치 채지 않고도 횡설수설을 읽고 이해할 수 있습니다. 텍스트에서 오타 및 기타 오류를 찾는 것이 얼마나 어려운지 다시 생각해보십시오.

당신이 요구하는 것과 같은 프로그래밍 언어는 사람들이 글로 쓰여진 것이 아니라 읽고 싶은 것을 이해하게 할 것입니다. 가능한 모호성이 많지 않은 제한된 법적 진술이있는 언어로 디버깅하는 것은 이미 어렵습니다. 좋은 언어 는 예를 들어 기호 나 오타가 바뀌어 해석이 줄어 듭니다 . 자연어도 같은 이유로 중복성으로 유명합니다.

에서 브레인 퍽 프로그래밍 언어 , 거의 모든 가능한 바이너리 표현 프로그램으로 해석 될 수있다. 즉, 당신은 완전히 좋은 프로그램을 가져다가 많은 쓰레기를 넣을 수 있으며 문제없이 컴파일 가능하고 해석 할 수 있습니다.

( 편집 : 여는 대괄호와 닫는 대괄호가 일치해야하지만 그렇지 않으면 위의 사항이 적용됩니다.)

다음 두 가지 간단한 방법을 통해이를 달성합니다.

1. 이해하는 모든 명령은 단일 바이트입니다 (BF에서는 예를 들어 모두 단일 ASCII 문자 임).

2. 이해하지 못하는 모든 문자는 주석으로 삭제됩니다.

프로그래밍 언어는 Turing complete입니다 (즉, 다른 언어로 할 수있는 모든 것을 할 수 있음).

* : 모든 BF 명령이 단일 ASCII 바이트 인 것은 아닙니다. 즉, 대괄호가 일치해야합니다. 따라서 언어가 첫 번째 기준을 충족하지 않습니다. 그러나 두 기준을 모두 충족하는 모든 언어는 OP가 요구하는 것을 충족시킬 것입니다.