整数はBrain-Flakで表すのが面倒です。8つの演算子があります。

()      Evaluates to 1, but does not push anything on any stack
[]      Evaluates to an indeterminate value for the purposes of this question
{}      Removes the top of the stack and evaluates to it
<>      Switches to or back from the alternate stack and evaluates to zero
(foo)   Pushes the value of the expression foo to the stack and evaluates to it
[foo]   Evaluates to the negation of foo
{foo}   Evaluates the expression foo until the top of the stack is zero
<foo>   Evaluates to zero but executes foo anyway

foo複数の演算子で構成される場合があり、その場合、それらは評価および合計されます。たとえば、スタックに(()())プッシュ2します（評価2も行います）。

明らかに、この(()...())メカニズムはCode Golfでは有用ではありませんn*2+2。大きな数字は表現にバイトを必要とするからです。したがって、課題は、与えられた正の整数nをアクティブスタックにプッシュするBrain-Flakプログラムをできるだけ少ないバイトで出力するプログラムまたは関数を作成することです。このプログラムは、スタックの既存の内容について仮定してはならないため、スタックを交換したままにしたり、スタックに追加の値を追加または削除したりしてはなりません。

プログラムまたは関数は、1から1,000,000のすべての入力に対して有効なBrain-Flakプログラムを返すことができる必要がありますが、勝者は、1,000〜万。提出の一部として、これらの入力の出力の合計サイズに注意する必要があります。プログラムまたは関数は整数を受け入れ、通常の受け入れ可能なI / O形式のいずれかで（文字列）Brain-Flakプログラムを返します。プログラムまたは関数のサイズを使用して、関係が壊れます。

Python 2、59394 59244 58534 58416 58394 58250

これが私の解決策です。

import re
import math

cache = {0:"<()>"}

def find(x,i,j):
    return i*((x**2+x)/2)+(j+1)*((x**2-x)/2)

def solve(x, i, j):
    a = (i + j + 1)/2.
    b = (i - j - 1)/2.
    c = -x
    return (-b + math.sqrt(b**2 - 4*a*c))/(2*a)

def size(i,j=0):
    return 4*(i+j)+14

def polynomials(n):
    upperBound = int(4*math.log(n,2))
    i = 0
    answers = []
    while size(i) < upperBound:
        for j in range(i):
            sol = int(solve(n, i-j, j)+.5)
            if find(sol, i-j, j) == n:
                answers.append((sol, i-j, j))
        i += 1
    return answers

def complement(character):
        dict = {"(":")","{":"}","<":">","[":"]",")":"(","}":"{",">":"<","]":"["}
        return dict[character]

def findMatch(snippet, index):
        increment = 1 if snippet[index] in "({<[" else -1
        stack = []
        if snippet[index] in "(){}<>[]":
                stack.append(snippet[index])
        while len(stack) > 0 and index + increment < len(snippet):
                index += increment
                if snippet[index] in "(){}<>[]":
                        if complement(snippet[index]) == stack[-1]:
                                stack = stack[:-1]
                        else:
                                stack.append(snippet[index])
        return index

def isPrime(n):
    return not [0 for x in range(2,int(n**.5)+1) if n%x==0] and n>1

def getPrimeFactors(n):
    return [x for x in range(2,n/2) if n%x==0 and isPrime(x)]

def divHardcode(n,m):
    assert n%m == 0
    assert m != 1
    assert n != 1
    binary = bin(m)[3:]
    return (binary.count("1")+len(binary))*"("+getBF(n/m)+")"*binary.count("1")+binary.replace("1","){}{}").replace("0","){}")

def isTriangular(n):
    #Triangles must be between sqrt(2n) and cbrt(2n)
    if n < 0: return isTriangular(-n)
    for x in range(int((2*n)**(1/3.)),int((2*n)**.5)+1):
        if (x**2+x) == 2*n:
            return True
    return False

def getTriangle(n):
    if n < 0: return -getTriangle(-n)
    #Triangles must be between sqrt(2n) and cbrt(2n)
    for x in range(int((2*n)**(1/3.)),int((2*n)**.5)+1):
        if (x**2+x) == 2*n:
            return x
    #If we don't find one we made a mistake
    assert False

def getSimpleBF(n):
    if n in cache:return cache[n]
    if n < 0:
        # There is room for better solutions here
        return "["+getSimpleBF(-n)+"]"
    elif n == 0:
        return ""
    elif n < 6:
        return "()"*n
    #Non-edge cases
    solutions = []
    factors = getPrimeFactors(n)
    if n >= 78 and isTriangular(n):
        solutions.append(
           min([push(getTriangle(n))+"{({}[()])}{}","<"+push(getTriangle(n)+1)+">{({}[()])}{}"],key=len)
        )
    polynomialSolutions = polynomials(n)
    for polynomial in polynomialSolutions:
        solutions.append("<%s>{%s({}[()])%s}{}"%(push(polynomial[0]),"({})"*polynomial[1],"({})"*polynomial[2]))
        #Mod 3 tricks
    if n % 3 == 2:
       solutions.append(("((%s)()){}{}")%getBF(n/3))
    elif n % 3 == 1:
       solutions.append(("((%s)()()){}{}")%getBF(n/3-1))
    #Basic solutions
    if isPrime(n):
        solutions.append(getSimpleBF(n-1) + "()")
    else:
        #TODO multithread
        solutions += map(lambda m:divHardcode(n,m),factors)
    return min(solutions,key=lambda x:len(unpack(x)))

def getBF(n):
    if n in cache: return cache[n]
    result = getSimpleBF(n)
    index = n - 1
    while index > n-(len(result)/2):
        score = getSimpleBF(index)+getSimpleBF(n-index)
        if len(score) < len(result):result = score
        index -= 1
    index = n + 1
    while index < n+(len(result)/2):
        score = getSimpleBF(index)+getSimpleBF(n-index)
        if len(score) < len(result):result = score
        index += 1
    cache[n] = result
    return result

def unpack(string):
    reMatch = re.match("\(*<",string)
    if reMatch:
        location =reMatch.span()
        return string[location[1]:findMatch(string,location[1]-1)] +string[:location[1]-1] + string[findMatch(string,location[1]-1)+1:]
    return string

def push(n):
    return unpack("("+getBF(n)+")")

def kolmo(string):
    code = push(ord(string[-1]))
    stringVector = map(ord,string)
    for x,y in zip(stringVector[-1:0:-1],stringVector[-2::-1]):
        code = "("+code+getBF(y-x)+")"
    code = code.replace("<()>)",")")
    return code

def kolmo(stringVector):
    code = push(stringVector[-1])
    for x,y in zip(stringVector[-1:0:-1],stringVector[-2::-1]):
        code = "("+code+getBF(y-x)+")"
    code = code.replace("<()>)",")")
    return code


if __name__ == "__main__":
    import primes
    sum = 0
    for prime in primes.nums:
        print push(prime)
        sum += len(push(prime))
    print sum

関連する関数はpush(n)です。呼び出すには、表現したい整数に対してpushを呼び出すだけです。

説明

プログラムによって行われる主な最適化は、乗算ハードコーディングです。乗算ハードコーディングの考え方は非常に簡単です。数値をプッシュしてからポップしてプッシュし、新しい値を作成します。たとえば、2を掛けるには((n){})、nコードで特定の数値を生成する次のコードを使用できます。これは、両方のために動作(n)し、{}nの値を持っています。

この単純なアイデアは、より大きな数に対してより複雑にすることができます。たとえば5を考えてみましょう。5倍するのに最適な方法はであることが少し前に発見されました(((n)){}){}{}。このコードは、nの2つのコピーを作成し、1を4倍し、2を加算します。同じ戦略を使用して、数値のバイナリ表現に基づいてすべての乗算を行います。これがどのように機能するかの詳細については、ここでは触れませんが、バイナリ表現の最初の部分を切り取り、0を){}1に置き換えてこれを行います。){}{}。次に、nが適切な回数だけプッシュされるようにし、すべての括弧のバランスを取ります。（これがどのように行われるかを知りたい場合は、私のコードをご覧ください）。これが機能する理由を知りたい場合は、コメントで私に尋ねてください。実際に私の投稿のすべての更新を読む人はいないと思うので、説明は省略しました。

アルゴリズムが乗算ハードコードを見つけようとするとき、すべての数の素因数を試みます。ある時点では、複合因子は常にそれ自身の素因数としてより簡潔に表現できるため、これがまだ当てはまるかどうかは不明であるため、複合因子は無視されます。

もう1つのバイト節約メカニズムは、多項式ソリューションファインダーです。減少ループで簡単に表現できる特定の形式の多項式があります。これらの多項式には、ポリゴン数が含まれますが、これに限定されません。この最適化は、フォームに適合する多項式を見つけ、それらを作成するコードを作成します。

出力

ペーストビン

Brain-Flak、64664

オンラインでお試しください！

ここに私の注釈付きコードがあります

({}<
 ((((()()()()()){}){}){}()) #41
>)
{
 (({})[()()()()()()])
 ([({}<(())>)](<>)){({}())<>}{}<>{}{}<>(({})){(<{}({}<>)>)}{}({}<>)
 {((< #IF
  {} 
  {({}[()]< #FOR
   ((((()()()()()){}){}){}()) #41
   (({})[()])                 #40
  >)}{}
 >))}{}
 (({}))
 #MOD2
 {(<
  ({}<(())>)({<({}[()]<>)><>(()[{}])<><({}<>)>}{}<({}<>)><>)<>({}<>)
  {((<{}({}< #IF
   {}
   (((()()()()())({})({})({}){})({})({})({}){})  #125
   (({})[()()])                                  #123
   ((((()()()()()){}){}){}())                    #41
   <>
   ((((()()()()()){}){}){})                      #40
   <>
   >)

  >))}{}{}
 >)}{}
 #MOD2 (number 2)
 (({}))
 ({}(())){({}[()]<>)<>(()[{}])<>({}<>)}{}
 (({})<([{}]{})>)
 {
  ({}[()]<<>
    ((((()()()()()){}){}){}) #40
    (({})())                 #41
   <>>)
 }{}
}{}
<>{({}<>)<>}<>((((()()()()()){}){}){})

説明

現在のところ、これは2つのルールのみを実装しています。

• nが2つのリターンで割り切れる場合 (n/2){}

• nが2で割り切れない場合 n-1()

また、6より小さいすべての数値をハードコーディングします。

Perl、59222 59156 58460文字

• n() （11322660文字）
• (n){}() （64664文字）
• ((n)){}{} （63610文字）
• ((n)()){}{} （63484文字）-これは新しい計算です
• (n){({}[()])}{} （60748文字）
• n[m] （62800文字）
• (n){m({}[l])}{} （58460文字）-これは新しい計算です

その最後の計算の式はn(n/l+1)/2+mn/lです。私は他の計算をいくつか試しましたが、それらは与えられた出力にはもはや役に立ちません。プログラムは、実際には9999までのすべての値を生成しますが、指定された素数とその全長をリストします。

@primes = (<list of the 4-digit prime numbers here>);
@numbers = ();
for ($i = 1; $i < 10000; $i++) {
  $numbers[$i] = "()" x $i; # default calculation
}
for ($i = 2; $i < 10000; $i++) {
  for ($j = 1; $j < 8; $j++) {
    &try($i, "$numbers[$i+$j]\[$numbers[$j]]");
  }
  &try($i + 1, "$numbers[$i]()");
  &try($i * 2, "($numbers[$i]){}");
  &try($i * 3, "(($numbers[$i])){}{}");
  &try($i * 3 + 2, "(($numbers[$i])()){}{}");
  for ($l = 1; $l * $l < $i; $l++) { 
    unless ($i % $l) { 
      for ($j = 0; ($k = (($i + $j + $j) * $i / $l + $i) / 2) < 10000; $j++) { 
        &try($k, "($numbers[$i]){$numbers[$j]({}[$numbers[$l]])}{}");
      } 
    } 
  } 
}
$len = 0;
foreach (@primes) {
  print "($numbers[$_])\n";
  $len += 2 + length $numbers[$_];
}
print "$len\n";
sub try {
  ($n, $s) = @_;
  $numbers[$n] = $s if (length($numbers[$n]) > length $s);
}

Python、59136 58676文字

Brainflak番号のゴルフ機能：

m=11111
R=range(0,m)
R[1]="()"
R[2]="()()"
l=2
def a(v,r):
 if v>0 and v<m:
  if isinstance(R[v],int) or len(r)<len(R[v]):
   R[v]=r
   if v<R[0]:
    R[0]=v
def s(v,k):
 S=0
 while v>0:
  S+=v
  v-=k
 return S
p=lambda r:"("+r+")"
w=lambda r:"{({}["+r+"])}{}"
def q(r,v):
 for i in range(1,v):
  r="("+r+")"
 for i in range(1,v):
  r+="{}"
 return r
def e(r,v,k):
 for i in range(0,k):
  r=q(r,v)
 return r
while l<m:
 R[0]=l+1
 a(l*2,q(R[l],2)) 
 a(l*3,q(R[l],3))
 a(l*5,q(R[l],5))
 a(l*7,q(R[l],7))
 for i in range(1,l):
  a(l+i,R[l]+R[i])
  a(l-i,R[l]+"["+R[i]+"]")
  if l%i==0:
   t=s(l-i,i)
   a(s(l,i),p(R[l])+w(R[i]))
   a(l+2*t,p(R[l])+q(w(R[i]),2))
   a(l+4*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,2))
   a(l+8*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,3))
   a(l+16*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,4))
   a(l+32*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,5))
   a(l+64*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,6))
   a(l+128*t,p(R[l])+e(w(R[i]),2,7))
   a(l+3*t,p(R[l])+q(w(R[i]),3))
   a(l+9*t,p(R[l])+e(w(R[i]),3,2))
   a(l+27*t,p(R[l])+e(w(R[i]),3,3))
   a(l+5*t,p(R[l])+q(w(R[i]),5))
   a(l+6*t,p(R[l])+q(q(w(R[i]),3),2))
   a(l+10*t,p(R[l])+q(q(w(R[i]),5),2))
   a(l+15*t,p(R[l])+q(q(w(R[i]),5),3))
   a(l+12*t,p(R[l])+q(q(q(w(R[i]),3),2),2))
   a(l+18*t,p(R[l])+q(q(q(w(R[i]),3),3),2))
   a(l+20*t,p(R[l])+q(q(q(w(R[i]),5),2),2))
   a(l+24*t,p(R[l])+q(q(q(q(w(R[i]),3),2),2),2))
   a(l+36*t,p(R[l])+q(q(q(q(w(R[i]),3),3),2),2))
   a(l+40*t,p(R[l])+q(q(q(q(w(R[i]),5),2),2),2))
 l=R[0]
f=lambda v:p(R[v])

素数の反復：

def isPrime(v):
 i=2
 while i*i<=v:
  if v%i==0:
   return False
  i+=1
 return True

for i in range(1000,10000):
 if isPrime(i):
  print f(i)

出力：

ペーストビン

説明：

関数fを定義するために、必要な範囲[1、m -1] よりも大きい個々の整数に評価するBrain-flak表現のリストRを事前に設定します。表現は、最も低い未使用の表現（インデックスl）を取得し、そこから多くの新しい表現を形成することで形成されます。最も低い未使用の表現は、すべての番号1からlに表現が割り当てられ、これらの表現がすでに新しい番号を生成するために使用されていることを前提としています。lより小さい値がより短い表現になった場合は、戻ってそのポイントから始まる数字を再現する必要があります。関数f 括弧を追加することにより、数値をスタックに保存するプログラムを作成します。

これを始めたとき、私はBrainflakを知りませんでした。三角形の数の公式を指摘してくれたEamon Oliveの答えを大いに感謝します。ほとんどの場合、私は合計を一般化し、合計と差異のチェックに執beenに取り組んでいます。多数の和を追加すると、大きな効果があります。

気になる方のために、ここで私が使用したスクラッチコードは、どの式が価値があるかを確認するために使用します。

表現式：

1. 小さい素数による乗算：
   (X){}
((X)){}{}
((((X)))){}{}{}{}
((((((X)))))){}{}{}{}{}{}
   
2. 加算X + Y：
   XY
3. 減算X - Y：
   X[Y]
4. 増分YのXへの加算と加算：
   (X){({}[Y])}{}
5. 増分YのXへの合計の倍数、およびX： など...
   (X)({({}[Y])}{}){}
(X)(({({}[Y])}{})){}{}
(X)(({({}[Y])}{}){}){}
   

Lua 5.3、57522

質問が投稿されたときに実際にこの作業を開始しましたが、Brain-Flakの記念日まで忘れていました。

-- 64 gives all results through 10000 (should run in about 1 second)
-- 78 gives all results through 100000 (should run in about 20 seconds)
-- 90 gives all results through 1000000 (should run in about 200 seconds)
-- Note: Timings may not be accurate, as the are not updated every time new cases are added.

local k_max_len = 64
local k_limit = 10000

local pre = os.clock()

local function compute_multiplier_helper(prefix, suffix, m)
  if m == 2 then
    prefix[#prefix + 1] = "("
    suffix[#suffix + 1] = "){}"
  elseif m % 2 == 0 then
    prefix[#prefix + 1] = "("
    compute_multiplier_helper(prefix, suffix, m // 2)
    suffix[#suffix + 1] = "){}"
  else
    suffix[#suffix + 1] = ")"
    compute_multiplier_helper(prefix, suffix, m - 1)
    prefix[#prefix + 1] = "("
    suffix[#suffix + 1] = "{}"
  end
end

local function compute_multiplier(m)
  local prefix = {}
  local suffix = {}
  compute_multiplier_helper(prefix, suffix, m)
  return table.concat(prefix), table.concat(suffix)
end

local multipliers = {}
for m = 2, k_limit do
  -- Including all factors, not just primes.
  -- This did improve a few numbers, although none in the ppcg test set.
  local prefix, suffix = compute_multiplier(m)
  local mult = {prefix = prefix, suffix = suffix, m = m, cost = #prefix + #suffix}
  table.insert(multipliers, mult)
end
table.sort(multipliers, function(a, b) return a.cost < b.cost end)

local poly_multipliers = {}
poly_multipliers[1] = {m = 1, s = "({})", l = 4}
for m = 2, k_limit do
  local prefix, suffix = compute_multiplier(m)
  local s = prefix .. "({})" .. suffix
  assert(#s <= 4 * m)
  poly_multipliers[m] = {m = m, s = s, l = #s}
end
poly_multipliers[k_limit + 1] = {m = 0, s = "", l = 0}

table.sort(poly_multipliers, function(a, b) return a.l < b.l end)

local pcache = {}
local plen_cache = {}

local function register_push(prefix, suffix, value, pvalue)
  if value > 1500000 or value < -1500000 then return end
  local old_res = pcache[value]
  if old_res == nil then
    local res = {prefix = prefix, suffix = suffix, value = value, pvalue = pvalue}
    pcache[value] = res
    local length = #prefix + #suffix
    local lcache = plen_cache[length]
    if lcache == nil then
      lcache = {}
      plen_cache[length] = lcache
    end
    lcache[#lcache + 1] = res
  end
end

local function get_pushes(length)
  return ipairs(plen_cache[length] or {})
end

register_push("", "()", 1, 0)
register_push("", "<()>", 0, 0)

local function triangle(n)
  return (n * (n + 1)) // 2
end

local function process(length)
  -- basic
  for _, res in get_pushes(length - 2) do
    register_push(res.prefix, res.suffix .. "()", res.value + 1, res.pvalue)
    register_push(res.prefix, "[" .. res.suffix .. "]", -res.value, res.pvalue)
  end

  -- multiplication by constant (precomputed)
  for _, mult in ipairs(multipliers) do
    local cost = mult.cost
    if length - cost >= 4 then
      local m, prefix, suffix = mult.m, mult.prefix, mult.suffix
      for _, pus in get_pushes(length - cost) do
        local name = prefix .. pus.suffix .. suffix
        register_push(pus.prefix, name, pus.value * m, pus.pvalue)
      end
    else
      break
    end
  end

  -- residue 2 mod3 trick (Neil)
  -- ((n)()){}{}
  --  (n)        -- push n
  -- (   ())     -- push n + 1
  --        {}{} -- (n + 1) + (n + 1) + n
  if length - 10 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 10) do
      local name = "((" .. res.suffix .. ")()){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 3 * res.value + 2, res.pvalue)
    end
  end

  -- residue 1 mod3 trick (Wheat Wizard)
  -- ((n)()()){}{}
  --  (n)          -- push n
  -- (   ()())     -- push n + 2
  --          {}{} -- (n + 2) + (n + 2) + n
  -- not useful, but fast...
  if length - 12 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 12) do
      local name = "((" .. res.suffix .. ")()()){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 3 * res.value + 4, res.pvalue)
    end
  end

  -- residue 2 mod5 trick (tehtmi)
  -- (((n)){}()){}{}
  --   (n)           -- push n
  --  (   )          -- push n
  -- (     {}())     -- push 2n + 1
  --            {}{} -- (2n + 1) + (2n + 1) + n
  -- [[
  if length - 14 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 14) do
      local name = "(((" .. res.suffix .. ")){}()){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 5 * res.value + 2, res.pvalue)
    end
  end
  -- ]]

  -- residue 4 mod5 trick (tehtmi)
  -- (((n)()){}){}{}
  --   (n)           -- push n
  --  (   ())        -- push n + 1
  -- (       {})     -- push 2n + 2
  --            {}{} -- (2n + 2) + (2n + 2) + n
  -- [[
  if length - 14 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 14) do
      local name = "(((" .. res.suffix .. ")()){}){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 5 * res.value + 4, res.pvalue)
    end
  end
  -- ]]

  -- residue 6 mod7 trick (tehtmi)
  -- ((((n)())){}{}){}{}
  --    (n)              -- push n
  --   (   ())           -- push n + 1
  --  (       )          -- push n + 1
  -- (         {}{})     -- push 3n + 3
  --                {}{} -- (3n + 3) + (3n + 3) + n
  -- [[
  if length - 18 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 18) do
      local name = "((((" .. res.suffix .. ")())){}{}){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 7 * res.value + 6, res.pvalue)
    end
  end
  --]]

  -- residue 4 mod7 trick (tehtmi)
  -- ((((n))()){}{}){}{}
  --    (n)              -- push n
  --   (   )             -- push n
  --  (     ())          -- push n + 1
  -- (         {}{})     -- push 3n + 2
  --                {}{} -- (3n + 2) + (3n + 2) + n
  -- [[
  if length - 18 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 18) do
      local name = "((((" .. res.suffix .. "))()){}{}){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 7 * res.value + 4, res.pvalue)
    end
  end
  --]]

  -- residue 2 mod7 trick (tehtmi)
  -- ((((n))){}{}()){}{}
  --    (n)              -- push n
  --   (   )             -- push n
  --  (     )            -- push n
  -- (       {}{}())     -- push 3n + 1
  --                {}{} -- (3n + 1) + (3n + 1) + n
  -- [[
  if length - 18 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 18) do
      local name = "((((" .. res.suffix .. "))){}{}()){}{}"
      register_push(res.prefix, name, 7 * res.value + 2, res.pvalue)
    end
  end
  --]]

  -- triangle numbers (?)
  --(n){({}[()])}{}
  --(n)              -- push n
  --   {        }    -- sum and repeat
  --    (      )     -- push
  --     {}[()]      -- top - 1
  --             {}  -- pop 0
  if length - 14 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 14) do
      if res.value > 0 then
        local code = "{({}[()])}{}"
        register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", code, triangle(res.value - 1), res.pvalue + res.value)
        register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. code, triangle(res.value), res.pvalue)
        register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. code, triangle(res.value) + res.pvalue, 0)
      end
    end
  end

  -- negative triangle numbers (tehtmi)
  --(n){({}())}{}
  --(n)            -- push n
  --   {      }    -- sum and repeat
  --    (    )     -- push
  --     {}()      -- top + 1
  --           {}  -- pop 0
  if length - 12 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 12) do
      if res.value < 0 then
        local code = "{({}())}{}"
        register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", code, -triangle(-res.value - 1), res.pvalue + res.value)
        register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. code, -triangle(-res.value), res.pvalue)
        register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. code, -triangle(-res.value) + res.pvalue, 0)
      end
    end
  end

  -- cubic (tehtmi)
  -- (n){(({}[()])){({}[()])}{}}{}
  -- (n^3-3*n^2+8*n-6)/6
  -- (-6 + n*(8 + n*(-3 + n)))/6
  --[[ superceded by negative cubic because 
       it is the same cost of -ncubic(-n)
  if length - 28 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 28) do
      if res.value > 0 then
        local code = "{(({}[()])){({}[()])}{}}{}"
        local v = res.value + 1
        v = (-6 + v*(8 + v*(-3 + v)))//6
        register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", code, v - res.value, res.pvalue + res.value)
        register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. code, v, res.pvalue)
        register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. code, v + res.pvalue, 0)
      end
    end
  end
  --]]

  -- negative cubic (tehtmi)
  -- (n){(({}())){({}())}{}}{}
  -- (n^3-3*n^2+8*n-6)/6
  -- (-6 + n*(8 + n*(-3 + n)))/6
  -- [[
  if length - 24 >= 2 then
    for _, res in get_pushes(length - 24) do
      if res.value < 0 then
        local code = "{(({}())){({}())}{}}{}"
        local v = -res.value + 1
        v = (-6 + v*(8 + v*(-3 + v)))//6
        v = -v
        register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", code, v - res.value, res.pvalue + res.value)
        register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. code, v, res.pvalue)
        register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. code, v + res.pvalue, 0)
      end
    end
  end
  --]]

  -- polynomial (Wheat Wizard, modified by tehtmi)
  -- <(n)>{A({}[()])B}{} where A, B are ({})({})({})... repeated a, b times
  -- <(n)>                -- push n (without adding)
  --      {          }    -- repeat until top is zero
  --       A              -- top * a
  --        ({}[()])      -- top = top - 1; += top - 1
  --                B     -- (top - 1) * b
  --                  {}  -- pop 0
  -- triangular numbers are with a = b = 0
  -- from B and base:
  -- (n - 1) * (B + 1) * (n - 2) * (B + 1) * ...
  -- (B + 1) * (1 + ... + n - 1)
  -- (B + 1) * n * (n - 1) / 2
  -- from A:
  -- n * A + (n - 1) * A + ...
  -- A * (1 + ... n)
  -- A * (n + 1) * n / 2
  -- total: (B + 1) * n * (n - 1) / 2 + A * (n + 1) * n / 2
  --        [(A + B + 1) * n^2 + (A - B - 1) * n] / 2
  -- S := 4 * (A + B)
  -- [[
  if length - 18 >= 2 then
    for S = 4, length - 14, 4 do
      for _, res in get_pushes(length - 14 - S) do
        if res.value > 0 then
          for _, A in ipairs(poly_multipliers) do
            if A.l > S then
              break
            end
            for _, B in ipairs(poly_multipliers) do
              if A.l + B.l < S then
                -- continue
              elseif A.l + B.l > S then
                break
              else
                local a = A.m
                local b = B.m

                local logic = "{" .. A.s .. "({}[()])" .. B.s .. "}{}"
                local v = res.value
                v = ((a + b + 1) * v * v + (a - b - 1) * v) // 2
                register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", logic, v, res.pvalue + res.value)
                register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. logic, v + res.value, res.pvalue)
                register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. logic, v + res.value + res.pvalue, 0)
              end
            end
          end
        end
      end
    end
  end
  --]]

  -- negative polynomial (tehtmi)
  -- <(n)>{A({}())B}{}
  -- [[
  if length - 16 >= 2 then
    for S = 4, length - 12, 4 do
      for _, res in get_pushes(length - 12 - S) do
        if res.value < 0 then
          for _, A in ipairs(poly_multipliers) do
            if A.l > S then
              break
            end
            for _, B in ipairs(poly_multipliers) do
              if A.l + B.l < S then
                -- continue
              elseif A.l + B.l > S then
                break
              else
                local a = A.m
                local b = B.m

                local logic = "{" .. A.s .. "({}())" .. B.s .. "}{}"
                local v = -res.value
                v = ((a + b + 1) * v * v + (a - b - 1) * v) // -2

                register_push(res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")", logic, v, res.pvalue + res.value)
                register_push(res.prefix, "(" .. res.suffix .. ")" .. logic, v + res.value, res.pvalue)
                register_push("", res.prefix .. "(" .. res.suffix .. ")" .. logic, v + res.value + res.pvalue, 0)
              end
            end
          end
        end
      end
    end
  end
  --]]

  -- addition
  -- [[
  if length >= 4 then
    for part1 = 4, length // 2, 2 do
      for _, res1 in get_pushes(part1) do
        for _, res2 in get_pushes(length - part1) do
          register_push(res2.prefix .. res1.prefix, res1.suffix .. res2.suffix, res1.value + res2.value, res1.pvalue + res2.pvalue)
        end
      end
    end
  end
  --]]

  -- pseudo-exponentiation (tehtmi)
  -- (n)<>(m){({}[()])<>(({}){})<>}{}<>{}
  -- (n)<>(m)                             -- push n and m on opposite stacks
  --         {                    }       -- sum and repeat
  --          ({}[()])                    -- top(m) - 1
  --                  <>(({}){})<>        -- n = 2*n; += n
  --                               {}     -- pop 0
  --                                 <>   -- swap to result
  --                                   {} -- pop and add n
  -- [[
  if length - 34 >= 4 then
    local subl = length - 34
    for part1 = 2, subl - 2, 2 do
      for _, res2 in get_pushes(part1) do
        local b = res2.value
        if b > 0 and b < 55 then -- overflow could be a problem, so bound...
          for _, res1 in get_pushes(subl - part1) do
            -- 2n + 4n + 8n + ... + (2^m)*n + 2^m * n
            -- n( 2 + 4 + 8 + .. 2^m + 2^m)
            -- n( 3 * 2^m - 2 )
            local a = res1.value
            local body = "(" .. res1.suffix .. ")<>" .. res2.prefix .. "(" .. res2.suffix .. "){({}[()])<>(({}){})<>}{}<>{}"
            local v = a * (3 * (1 << b) - 2) + b * (b - 1) // 2 + a + b + res2.pvalue
            register_push(res1.prefix, body, v, res1.pvalue)
            register_push("", res1.prefix .. body, v + res1.pvalue, 0)
          end
        end
      end
    end
  end
  --]]
end

--print(os.clock(), "seconds (startup)")

local start = os.clock()
for i = 2, k_max_len - 2, 2 do
  --print(i)
  process(i)
end

plen_cache = nil

local final = {}
for i = 1, k_limit do
  if pcache[i] ~= nil then
    final[i] = pcache[i].prefix .. "(" .. pcache[i].suffix .. ")"
  end
end

pcache = nil

-- hard coded to 10000 for ppcg test
local sieve = {}
for i = 1, 10000 do sieve[i] = true end
for i = 2, 10000 do
  for j = i * i, 10000, i do
    sieve[j] = false
  end
end

--print(os.clock() - start, "seconds (calculation)")

--local bf = require("execute2")

local count = 0
local sum = 0
local sum2 = 0
local maxlen = 0
local pcount = 0
for i = 1, k_limit do
  local res = final[i]
  final[i] = nil
  --print(i, #res, res)
  --local ev = res and bf.eval1(bf.compile(res)) or -1; assert( res == nil or ev == i, string.format("Failed %d %s %d", i, res or "", ev))
  if sieve[i] and i > 1000 then
    sum = #res + sum
    pcount = pcount + 1
  end
  if res then
    sum2 = #res + sum2
    maxlen = math.max(maxlen, #res)
    count = count + 1
  end
end
print("sum", sum)
--print("coverage", count / k_limit, "missing", k_limit - count)
--print("sum2", sum2)
--print("maxlen", maxlen)
assert(pcount == 1061)

既知の有用な関数を使用して、より単純な数の適切な表現からより大きな数を構築する他の回答と同様のアイデア。

違いの1つは、小さい数値で部分問題を解決する代わりに、短い表現の数値で部分問題を解決することです。これにより、負の数を活用することと、小さい数が大きい数で表される場合の処理​​がよりエレガントになると思います。

また、特定の数値をできるだけ短く表現しようとするのではなく、特定のサイズで表現できるすべての数値を検索しようとすると、実際に特定の計算が簡単になります。数式を逆に操作して数値に適用できるかどうかを確認する代わりに、数式を前方に操作してすべての数値に適用できます。

もう1つの違いは、既知のソリューションが2つの部分に格納されていることです。（オプションの）「プレフィックス」と「サフィックス」（より中置のような）です。プレフィックスの評価は、指定された数値を計算するときに無視されることが予想されます。プレフィックスには、実行するサフィックスを設定するコードが含まれているだけです（通常、1つまたは複数のものをスタックにプッシュします）。したがって、プレフィックスとサフィックスを指定すると、対応する番号をでスタックにプッシュできますprefix(suffix)。

この分割は、基本的にunpack、Wheat Wizardの答えの関数と同じ問題を解決します。<...>後でこれを元に戻すためだけにコードをラップする代わりに、そのようなコードは単にプレフィックスに追加されます。

いくつかのケースでは、プレフィックスは実際に評価されます（主に擬似指数演算のため）ので、その評価も保存されます。ただし、ジェネレーターは特定の数値を作成しようとしていないため、これは大きな問題にはなりません。理論的には、プレフィックスの評価が異なるためにキャッシュ内で冗長にならない同じ長さの同じコードを生成する2つのコードが存在する可能性があることを意味するようです。（少なくともこの分野では）それほど重要ではないように思えるので、私はこれを考慮しませんでした。

ケースを追加するだけで簡単にバイト数を減らすことができると思いますが、今のところは十分です。

私は1000000まで実行しましたが、最大100000までの健全性チェックのみを実行しました。

指定された素数の出力のペーストビン。

ルビー、60246バイト

$brain_flak = Hash.new{|h, k|
    a = []
    a.push "()"*k
    if k > 1
        if k > 10
            # Triangle Numbers:
            n = (Math.sqrt(1+8*k).to_i-1)/2
            if (n*n+n)/2 == k
                a.push "("+h[n]+"){({}[()])}{}" 
                a.push  h[n+n]+")({({}[()])}{}"
            end
        end
        (k**0.51).to_i.downto(2){|i|
            # multiplication:
            if k%i==0
                a.push "("*(i-1) + h[k/i] + ")"*(i-1)+"{}"*(i-1)

            end
        }
        (k/2).downto(1){|i|
            # Addition
            a.push h[k-i] + h[i]
        }
    end

    h[k] = a.min_by{|x|x.length}
}
$brain_flak[0] = "<><>"

def get_code_for (i)
  "(#{$brain_flak[i]})"
end

ハッシュを使用します。私は与えられた数に最適なゴルフを見つけ、小さいものを使って大きいものを見つけます。

再帰ハッシュはとても楽しいです！

Python、64014文字

私はこの挑戦の前にbrainflakについて何も知らなかったので、tryitonlineについて少しだけいじっていたので、逃した明らかな近道があるかもしれません。これは非常に退屈な解決策で、入力をx=x/2+x%2またx=x/3+x%3はのどちらか短い方に分割します。

k=lambda x:"(("+o(x/3)+")){}{}"+(x%3)*"()"if x>3else"()"*x
m=lambda x:"("+o(x/2)+"){}"+(x%2)*"()"if x>6else"()"*x
o=lambda x:min(k(x),m(x),key=len)
b=lambda x:"("+o(x)+")"

次のように呼び出します： b(42)

pastebinの出力

Lua、64664バイト

プログラムは、プログラムの合計長と203番目の素数のプログラムを印刷します（印刷する行を変更するために変更できる行があります。または、すべてのプログラムを印刷するために行のコメントを外します）

現在、唯一の最適化はx = 2 * n + 1です

スコアを下げるために、さらに最適化を追加する時間があればいいのですが。

local primeS = [[<INSERT PRIMES HERE>]]

local primes = {}

for num in primeS:gmatch("%d+") do
    table.insert(primes, num+0)
end

local progs = {}
progs[0] = ""
progs[1] = "()"
progs[2] = "()()"

local function half(n)
    if progs[n] then return progs[n] end
    local p = ""
    local div = math.floor(n/2)
    local rem = n%2 == 1 and "()" or ""
    return "("..progs[div].."){}"..rem
end

for i = 3, 10000 do

    local bin = half(i)

    progs[i] = progs[i-1] .. "()"

    if #bin < #progs[i] then
        progs[i] = bin
    end

    if i % 1000 == 0 then
        print(i)
    end

end

local n = 203 -- This is the program it outputs
print(n..", ("..progs[203]..")")

local len = 0
for i,v in ipairs(primes) do
    len = len + #progs[v] + 2
    --print(v.." ("..progs[v]..")\n")
end
print("Total len: "..len)