网友在知乎的一个提问帖,网址:https://www.zhihu.com/question/30262900 : 有没有一段代码,让你觉得人类的智慧也可以璀璨无比? 不一定要是完整算法,就是那种看着看着就觉得嗨爆了,惊为天人的结构或语句。
下面是【烧茄子】引用了知名博主 Matrix67 的一篇博文: 《用三段 140 字符以内的代码生成一张 1024×1024 的图片》 Kyle McCormick 在 StackExchange 上发起了一个叫做 Tweetable Mathematical Art 的比赛,参赛者需要用三条推这么长的代码来生成一张图片。 具体地说,参赛者需要用 C++ 语言编写 RD 、 GR 、 BL 三个函数,每个函数都不能超过 140 个字符。每个函数都会接到 i 和 j 两个整型参数(0 ≤ i, j ≤ 1023),然后需要返回一个 0 到 255 之间的整数,表示位于 (i, j) 的像素点的颜色值。举个例子,如果 RD(0, 0) 和 GR(0, 0) 返回的都是 0 ,但 BL(0, 0) 返回的是 255 ,那么图像的最左上角那个像素就是蓝色。 参赛者编写的代码会被插进下面这段程序当中(我做了一些细微的改动),最终会生成一个大小为 1024×1024 的图片。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 | #include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#define DIM 1024
#define DM1 (DIM-1)
#define _sq(x) ((x)*(x)) // square
#define _cb(x) abs((x)*(x)*(x)) // absolute value of cube
#define _cr(x) (unsigned char)(pow((x),1.0/3.0)) // cube root
unsigned char GR( int , int );
unsigned char BL( int , int );
unsigned char RD( int i, int j){
}
unsigned char GR( int i, int j){
}
unsigned char BL( int i, int j){
}
void pixel_write( int , int );
FILE *fp;
int main(){
fp = fopen ( "MathPic.ppm" , "wb" );
fprintf (fp, "P6\n%d %d\n255\n" , DIM, DIM);
for ( int j=0;j<DIM;j++)
for ( int i=0;i<DIM;i++)
pixel_write(i,j);
fclose (fp);
return 0;
}
void pixel_write( int i, int j){
static unsigned char color[3];
color[0] = RD(i,j)&255;
color[1] = GR(i,j)&255;
color[2] = BL(i,j)&255;
fwrite (color, 1, 3, fp);
}
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我选了一些自己比较喜欢的作品,放在下面和大家分享。 首先是一个来自 Martin Büttner 的作品: 它的代码如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | unsigned char RD( int i, int j){
return ( char )(_sq( cos ( atan2 (j-512,i-512)/2))*255);
}
unsigned char GR( int i, int j){
return ( char )(_sq( cos ( atan2 (j-512,i-512)/2-2* acos (-1)/3))*255);
}
unsigned char BL( int i, int j){
return ( char )(_sq( cos ( atan2 (j-512,i-512)/2+2* acos (-1)/3))*255);
}
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同样是来自 Martin Büttner 的作品: 这是目前暂时排名第一的作品。它的代码如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | unsigned char RD( int i, int j){
#define r(n)(rand()%n)
static char c[1024][1024]; return !c[i][j]?c[i][j]=!r(999)?r(256):RD((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[i][j];
}
unsigned char GR( int i, int j){
static char c[1024][1024]; return !c[i][j]?c[i][j]=!r(999)?r(256):GR((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[i][j];
}
unsigned char BL( int i, int j){
static char c[1024][1024]; return !c[i][j]?c[i][j]=!r(999)?r(256):BL((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[i][j];
}
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下面这张图片仍然出自 Martin Büttner 之手: 难以想象, Mandelbrot 分形图形居然可以只用这么一点代码画出: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | unsigned char RD( int i, int j){
float x=0,y=0; int k; for (k=0;k++<256;){ float a=x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a; if (x*x+y*y>4) break ;} return log (k)*47;
}
unsigned char GR( int i, int j){
float x=0,y=0; int k; for (k=0;k++<256;){ float a=x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a; if (x*x+y*y>4) break ;} return log (k)*47;
}
unsigned char BL( int i, int j){
float x=0,y=0; int k; for (k=0;k++<256;){ float a=x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a; if (x*x+y*y>4) break ;} return 128- log (k)*23;
}
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Manuel Kasten 也制作了一个 Mandelbrot 集的图片,与刚才不同的是,该图描绘的是 Mandelbrot 集在某处局部放大后的结果: 它的代码如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | unsigned char RD( int i, int j){
double a=0,b=0,c,d,n=0;
while ((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return 255* pow ((n-80)/800,3.);
}
unsigned char GR( int i, int j){
double a=0,b=0,c,d,n=0;
while ((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return 255* pow ((n-80)/800,.7);
}
unsigned char BL( int i, int j){
double a=0,b=0,c,d,n=0;
while ((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return 255* pow ((n-80)/800,.5);
}
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这是 Manuel Kasten 的另一作品: 生成这张图片的代码很有意思:函数依靠 static 变量来控制绘画的进程,完全没有用到 i 和 j 这两个参数! 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | unsigned char RD( int i, int j){
static double k;k+= rand ()/1./RAND_MAX; int l=k;l%=512; return l>255?511-l:l;
}
unsigned char GR( int i, int j){
static double k;k+= rand ()/1./RAND_MAX; int l=k;l%=512; return l>255?511-l:l;
}
unsigned char BL( int i, int j){
static double k;k+= rand ()/1./RAND_MAX; int l=k;l%=512; return l>255?511-l:l;
}
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这是来自 githubphagocyte 的作品: 它的代码如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | unsigned char RD( int i, int j){
float s=3./(j+99);
float y=(j+ sin ((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return ( int ((i+DIM)*s+y)%2+ int ((DIM*2-i)*s+y)%2)*127;
}
unsigned char GR( int i, int j){
float s=3./(j+99);
float y=(j+ sin ((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return ( int (5*((i+DIM)*s+y))%2+ int (5*((DIM*2-i)*s+y))%2)*127;
}
unsigned char BL( int i, int j){
float s=3./(j+99);
float y=(j+ sin ((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return ( int (29*((i+DIM)*s+y))%2+ int (29*((DIM*2-i)*s+y))%2)*127;
}
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这是来自 githubphagocyte 的另一个作品: 这是一张使用 diffusion-limited aggregation 模型得到的图片,程序运行起来要耗费不少时间。代码很有意思:巧妙地利用宏定义,打破了函数与函数之间的界限,三段代码的字数限制便能合在一起使用了。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | unsigned char RD( int i, int j){
#define D DIM
#define M m[(x+D+(d==0)-(d==2))%D][(y+D+(d==1)-(d==3))%D]
#define R rand()%D
#define B m[x][y]
return (i+j)?256-(BL(i,j))/2:0;
}
unsigned char GR( int i, int j){
#define A static int m[D][D],e,x,y,d,c[4],f,n;if(i+j<1){for(d=D*D;d;d--){m[d%D][d/D]=d%6?0:rand()%2000?1:255;}for(n=1
return RD(i,j);
}
unsigned char BL( int i, int j){
A;n;n++){x=R;y=R; if (B==1){f=1; for (d=0;d<4;d++){c[d]=M;f=f<c[d]?c[d]:f;} if (f>2){B=f-1;} else {++e%=4;d=e; if (!c[e]){B=0;M=1;}}}}} return m[i][j];
}
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最后这张图来自 Eric Tressler : 这是由 logistic 映射得到的 Feigenbaum 分岔图。和刚才一样,对应的代码也巧妙地利用了宏定义来节省字符: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | unsigned char RD( int i, int j){
#define A float a=0,b,k,r,x
#define B int e,o
#define C(x) x>255?255:x
#define R return
#define D DIM
R BL(i,j)*(D-i)/D;
}
unsigned char GR( int i, int j){
#define E DM1
#define F static float
#define G for(
#define H r=a*1.6/D+2.4;x=1.0001*b/D
R BL(i,j)*(D-j/2)/D;
}
unsigned char BL( int i, int j){
F c[D][D]; if (i+j<1){A;B;G;a<D;a+=0.1){G b=0;b<D;b++){H;G k=0;k<D;k++){x=r*x*(1-x); if (k>D/2){e=a;o=(E*x);c[e][o]+=0.01;}}}}}R C(c[j][i])*i/D;
}
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