第20届国际C语言代码大赛《科学计算器》代码分析

本文试图分析一个来在中国的Hou Qiming编写的一个科学计算器代码，看看它的真实面目是什么，以及它是如何工作的。关于这个程序的介绍请参阅http://www.ioccc.org/2011/hou/hint.html



原始的代码见下

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define clear 1;if(c>=11){c=0;sscanf(_,"%lf%c",&r,&c);while(*++_-c);}\
  else if(argc>=4&&!main(4-(*_++=='('),argv))_++;g:c+=
#define puts(d,e) return 0;}{double a;int b;char c=(argc<4?d)&15;\
  b=(*_%__LINE__+7)%9*(3*e>>c&1);c+=
#define I(d) (r);if(argc<4&&*#d==*_){a=r;r=usage?r*a:r+a;goto g;}c=c
#define return if(argc==2)printf("%f\n",r);return argc>=4+
#define usage main(4-__LINE__/26,argv)
#define calculator *_*(int)
#define l (r);r=--b?r:
#define _ argv[1]
#define x

double r;
int main(int argc,char** argv){
  if(argc<2){
    puts(
      usage: calculator 11/26+222/31
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~calculator-\
      !                          7.584,367 )
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
      ! clear ! 0 ||l   -x  l   tan  I (/) |
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
      ! 1 | 2 | 3 ||l  1/x  l   cos  I (*) |
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
      ! 4 | 5 | 6 ||l  exp  l  sqrt  I (+) |
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
      ! 7 | 8 | 9 ||l  sin  l   log  I (-) |
      +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(0
    );
  }
  return 0;
}

采用GCC
对原始代码进行预处理，并重新编排格式，得到功能等价的代码如下。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double r;
int main(int argc,char** argv)
{
	if(argc<2)
	{
    	if(argc==2) 
    		printf("%f\n",r);
    	return argc>=4+ 0;
    }
    
    {
    	double a;
    	int b;
		char c;

    	c= (argc<4?main(4-21/26,argv): *argv[1]*(int) 11/26+222/31 
			+ *argv[1]*(int)- !7.584)&15; 

		b=(*argv[1]%21 +7)%9*(3*367>>c&1);
    	
		c+= !1;
    	if(c>=11)
    	{
    		c=0;
    		sscanf(argv[1],"%lf%c",&r,&c);
    		while( *++argv[1]-c);
    	}

    	else if ( argc>=4 && !main ( 4- ( *argv[1]++=='('),argv) ) 
			argv[1]++;
    	
    g:
    	c+= ! 0 || (r);
    	r=--b? r: - (r);
    	r=--b? r: tan (r);
    	
    	if (argc<4&&*"/"==*argv[1])
    	{
    		a=r;
    		r=main(4-23/26,argv)? r*a: r+a;
    		goto g;
    	}
    	
    	c=c |! 1 | 2 | 3 || (r);
      	r=--b?r: 1/ (r);
      	r=--b?r: cos (r);
      	
      	if (argc<4&&*"*"==*argv[1])
      	{
      		a=r;
      		r=main(4-25/26,argv)?r*a:r+a;
      		goto g;
      	}
      	
      	
      	c=c | !4 | 5 | 6 || (r);
      	
      	r=--b ? r: exp (r);
      	r=--b ? r: sqrt (r);
      	
      	if (argc<4&&*"+"==*argv[1])
      	{
      		a=r;
      		r=main(4-27/26,argv) ? r*a : r+a;
      		goto g;	
      	}
      	
      	c=c | ! 7 | 8 | 9 ||(r);
      	
      	r=--b? r: sin (r);
      	r=--b? r: log (r);
      	
      	if (argc<4 && *"-" == *argv[1] )
      	{
      		a=r;
      		r=main(4-29/26,argv)?r*a:r+a;
      		goto g;
      	}
  }
  if(argc==2)
  	printf("%f\n",r);
  return argc>=4+0;
}

可以看出，这个程序是一个递归程序，main函数反复的调用自己，将计算结果存入全局变量r，当所有计算完成后，打印计算结果。限于时间的关系，这里暂不分析其工作原理，等以后有时间再作分析。