基于仿匯編指令的自動(dòng)編程

基于仿匯編指令的自動(dòng)編程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：運(yùn)用自編程算法，對(duì)基本匯編指令進(jìn)行排列枚舉，從而構(gòu)建出能夠完成用戶指定任務(wù)的復(fù)雜指令。實(shí)驗(yàn)編號(hào)：21實(shí)驗(yàn)成功日期：2016年11月12日理論要點(diǎn)：自編程算法、帶參數(shù)自編程、層次性自編程、高層指令優(yōu)先搜索法、異進(jìn)制枚舉法編程語言：C++編程環(huán)境：VisualStudio2015回顧上次實(shí)驗(yàn)：/p/4839392184上一次，我運(yùn)用自編程算法，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用加、減、乘、除以及賦值這5種運(yùn)算，生成①“根據(jù)v0、a、t求出v”（v=v0+a*t）、②“根據(jù)v0、v、t求出x”(x=(v0+v)*t/2)以及③“根據(jù)v0、a、t求出x”(x=v0*t+a*t^2/2)的物理運(yùn)算過程。程序在破解①②兩個(gè)公式的時(shí)候，沒有運(yùn)用任何技巧，完全靠盲目地試錯(cuò)；而最后程序在破解第3個(gè)公式的時(shí)候，它借助了先前的學(xué)習(xí)結(jié)果，先運(yùn)用①式——根據(jù)v0、a、t求出v，再運(yùn)用②式——根據(jù)v0、v、t求出x，得到x的值。如果程序采用盲目試錯(cuò)法，也可以得出x=v0*t+a*t^2/2的結(jié)果，但是這最多需要29^6+29^5+29^4+29^3+29^2+29=616067010次嘗試，將會(huì)導(dǎo)致程序的不收斂。為了避免這種情況，我采用了“層次性自編程”，讓計(jì)算機(jī)對(duì)高層指令（由底層指令組合出的復(fù)雜指令，比如剛才的①②，它們都是“自編程序”的結(jié)果）進(jìn)行組合，由于高層指令在數(shù)量上遠(yuǎn)少于底層指令，程序的嘗試次數(shù)將會(huì)大大減少，這樣有利于自編程過程的收斂。紀(jì)錄片《RUIAIJUN人工智能理論：自編程學(xué)習(xí)算法與反射算法》截圖（觀看鏈接：/p/4760009643）當(dāng)然，如果自編程系統(tǒng)只對(duì)高層指令進(jìn)行排列組合，那么將會(huì)出現(xiàn)漏解的情況——一些底層的指令也可以構(gòu)成能夠完成任務(wù)的復(fù)雜操作，而程序如果不枚舉底層指令，將不可能發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果。針對(duì)這個(gè)問題，我提出了一個(gè)解決方案，讓程序優(yōu)先枚舉高層指令，我將這種方法命名為高層指令優(yōu)先搜索法。下面我將舉一個(gè)具體例子來說明我的做法：假設(shè)有五個(gè)匯編基本指令：mov（賦值）、add（加）、sub（減）、and（與）、or（或），以及一個(gè)字符串拼接操作（把兩個(gè)字符拼接在一起，存放在一個(gè)十六位變量中，高八位存放第一個(gè)字符，低八位存放第二個(gè)字符），以及一個(gè)“字符轉(zhuǎn)大寫”操作。定義兩個(gè)全局變量char1=’A’,char2=’I’；和一個(gè)十六位變量str，內(nèi)容為空。要求程序運(yùn)用這些操作，讓str變量的高八位等于’a’，第八位等于’i’——也就是說把char1、char2轉(zhuǎn)為小寫，然后把它們分別放進(jìn)str變量的高八位和第八位。我給程序加的限制是：最多只允許三步操作。步驟數(shù)目為3，單個(gè)步驟可以是一個(gè)基本匯編指令，也可以是（由基本匯編指令構(gòu)成的）復(fù)雜指令，我們用1表示復(fù)雜指令，用0表示基本匯編指令，就有如下八種情況：000、001、010、011、100、101、110、111我前面提到：復(fù)雜指令的數(shù)目比基本指令少。為了提高程序的收斂性，需要優(yōu)先嘗試復(fù)雜指令，那么按照“基本匯編指令的數(shù)目多少”（數(shù)碼中含有”0”的個(gè)數(shù)），我們對(duì)剛才的八個(gè)數(shù)碼按照”0”的個(gè)數(shù)從少到多的順序進(jìn)行排序：111（不含零）101（1個(gè)零）110011100（2個(gè)零）001010000（3個(gè)零）就以“001”為例，第三步操作采用的是復(fù)雜指令——程序?qū)?huì)依次嘗試“拼接字符”和“字符轉(zhuǎn)大寫”操作。第一、二步操作采用的是基本匯編指令，程序會(huì)依次嘗試mov、add、sub、and、or操作。最后成功地使得str的高八位值為’a’，第八位值為’i’。得出如下結(jié)果：orchar1,32orchar2,32字符拼接str,char1,char2（科普：對(duì)一個(gè)字符做or32的位運(yùn)算，可使它變?yōu)樾憣?duì)一個(gè)字符做and223的位運(yùn)算，可使它變?yōu)榇髮懀﹦偛耪f到枚舉，枚舉包括兩部分——第一是對(duì)指令的枚舉，第二是對(duì)指令參數(shù)的枚舉。對(duì)參數(shù)的枚舉有一定的限制，比如以下指令是合法的：addAH，56（AH寄存器的值增加56）addAH，BH（AH寄存器加上BH寄存器的值）addAH，var1（AH寄存器加上變量var1的值）addvar1，34（變量var1加上34）addvar1，AH（變量var1加上寄存器AH的值）而這個(gè)指令是不合法的：addvar1，var2（變量var1加上var2的值）根據(jù)匯編語言常識(shí)，不允許在兩個(gè)內(nèi)存變量之間直接傳值，所以對(duì)兩個(gè)內(nèi)存變量之間直接進(jìn)行加減運(yùn)算或者位運(yùn)算也是不允許的。所以為了避免出現(xiàn)這樣的情況，自編程系統(tǒng)在枚舉的過程中，不允許不合法的參數(shù)（如：mov、add、sub、and、or指令的兩個(gè)參數(shù)都為內(nèi)存操作數(shù)），這樣做有利于減少嘗試次數(shù)，增加了自編程系統(tǒng)的收斂性。除了“不允許不合法的參數(shù)”，我還有一個(gè)方法可以增加自編程系統(tǒng)的收斂性，那就是——參數(shù)不可以是與當(dāng)前問題無關(guān)的變量。這個(gè)方法已經(jīng)在上一個(gè)演示程序（破解物理公式）中得到了應(yīng)用，我就不多解釋了。本程序中用到了mov、add、sub、and、or這五個(gè)基本匯編指令，它們都只接受兩個(gè)參數(shù)，其中只有第一個(gè)參數(shù)的值會(huì)被改變。而且它們的規(guī)則也是一致的：不允許兩個(gè)參數(shù)都是變量。但是，用戶自定義的指令，參數(shù)個(gè)數(shù)是任意的，參數(shù)的類型也有限制。我定義一個(gè)指令比如“轉(zhuǎn)大寫”，它只接受一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)必須是八位變量（一個(gè)字符占8位）；例如我定義一個(gè)指令“變量傳值”，它接受兩個(gè)內(nèi)存變量作為參數(shù)。簡單地說，用戶自定義指令就相當(dāng)于高級(jí)語言中的函數(shù)（只不過我這里沒有返回值），參數(shù)類型和個(gè)數(shù)都是程序員自定義的。那么，自編程系統(tǒng)在枚舉參數(shù)的過程中，也要考慮兩點(diǎn)：①所選的命令接受多少個(gè)參數(shù)；②每個(gè)參數(shù)的類型是什么。（程序需要把可以作為參數(shù)的變量全部記錄在一個(gè)數(shù)組中）如圖所示，自編程系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了五個(gè)指令：賦值（參數(shù)：2個(gè)八位變量）、轉(zhuǎn)小寫、轉(zhuǎn)大寫、加（參數(shù)：2個(gè)八位變量）、字符拼接（參數(shù)：十六位變量、八位變量、八位變量）、轉(zhuǎn)小寫并連接（參數(shù)：十六位變量、八位變量、八位變量）我用一個(gè)二維矩陣來做到這種枚舉。矩陣的行表示指令參數(shù)個(gè)數(shù)，矩陣的列里面存儲(chǔ)所有可以用的變量。假如：要求程序?qū)ふ乙粋€(gè)操作，使得最后word2變量的高八位是’b’，低八位是’d’。現(xiàn)在程序用一個(gè)二維矩陣存儲(chǔ)“轉(zhuǎn)小寫并拼接”所能夠接受的參數(shù)，如下圖所示：對(duì)于“轉(zhuǎn)小寫并拼接”這個(gè)指令而言，它的第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)十六位變量，用于存儲(chǔ)含有兩個(gè)字符的字符串，由于自編程系統(tǒng)內(nèi)只有word1、word2兩個(gè)十六位變量，故第一行（參數(shù)1）填入兩個(gè)變量word1、word2以供枚舉。而參數(shù)2和參數(shù)3都只能是八位變量，故填入byte1、byte2、byte3、byte4、byte5。其實(shí)用戶可以通過手動(dòng)地排除一些無關(guān)變量，來減少程序的嘗試次數(shù)。將參數(shù)枚舉與指令枚舉結(jié)合起來。程序需要再建立一個(gè)二維矩陣，用于記錄每個(gè)指令可以接受多少個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)有多少種可能變量。如下表所示，例如最左上角的格子里面的“5”表示第一個(gè)指令的第一個(gè)參數(shù)，有5種不同的選擇。由此可見，在這個(gè)二維數(shù)組中，行下標(biāo)表示第幾個(gè)指令，列下標(biāo)表示第幾個(gè)參數(shù)，數(shù)組單元里面的整數(shù)表示有多少個(gè)變量可選。程序在生成了這個(gè)矩陣之后，需要針對(duì)每一個(gè)指令專門再生成一個(gè)二維矩陣（就是我最開始提到的那個(gè)矩陣）。例如對(duì)于第六個(gè)指令“轉(zhuǎn)小寫并拼接”，它接受三個(gè)參數(shù)，所以新生成的矩陣就有３列（很明顯，原來矩陣的行下標(biāo)，在新矩陣?yán)锩媸橇邢聵?biāo)）。兩個(gè)矩陣對(duì)比如下圖所示：現(xiàn)在，我將講解最關(guān)鍵的內(nèi)容——以第二個(gè)矩陣為參考信息，用異進(jìn)制枚舉法生成所有可能的指令參數(shù)組合。就以“轉(zhuǎn)小寫并拼接”為例，參數(shù)１接受２個(gè)變量（中的任意一個(gè)），參數(shù)２接受５個(gè)變量，參數(shù)３也接受５個(gè)變量。那么我們給word1、word2編號(hào)為0、1，給byte1——byte5編號(hào)為0——4。總共有以下幾種可能排列：參數(shù)1參數(shù)2參數(shù)3000001002003004010011012013014020021022023024030031032033034040041042043044100101102103104110111112113114120121122123124130131132133134140141142143144（達(dá)到最大值，不允許再進(jìn)位，因?yàn)橹噶畹膮?shù)個(gè)數(shù)只有3個(gè)）大家可以發(fā)現(xiàn)，第一位逢二進(jìn)一，第二位和第三位逢五進(jìn)一，“255”正好與參數(shù)1、參數(shù)2、參數(shù)3可以接受的變量的個(gè)數(shù)相一致。由于每一位的進(jìn)制是不一樣的，所以我把這種做法命名為“異進(jìn)制枚舉法”。下面再講講“異進(jìn)制枚舉”的一些細(xì)節(jié)問題。自編程系統(tǒng)首先需要統(tǒng)計(jì)每個(gè)位上的進(jìn)制（基數(shù)，radix），然后選取出其中最大的一個(gè)——在此例中，第二、三位是五進(jìn)制，所以最大基數(shù)為5。然后生成[0,5^3)之間的整數(shù)，逢五進(jìn)一，把每個(gè)位的值存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)組當(dāng)中，這樣就變成一個(gè)五進(jìn)制數(shù)。由于第一位是二進(jìn)制的，只能取0或1，所以在125個(gè)五進(jìn)制整數(shù)中排除掉一部分——也就是把第一位上的數(shù)值大于1的全部排除掉，這樣便得到了全部有效結(jié)果。使用方法：運(yùn)行程序，界面上會(huì)顯示出所有寄存器及變量的初始值。由于本程序涉及對(duì)字符的操作，所以我規(guī)定，如果某個(gè)八位變量的值在65——90或者97——122之間，程序就把它當(dāng)作字符變量看待，同時(shí)顯示其字符內(nèi)容，以及其ASCII碼值。如圖所示，byte1、byte2、byte3、byte4的右邊顯示了整數(shù)值和字符內(nèi)容。現(xiàn)在開始做第一個(gè)實(shí)驗(yàn)——在兩變量之間進(jìn)行傳值。我們知道，匯編語言中mov指令是不可以對(duì)兩個(gè)變量直接傳值的，即“變量A=變量B”這樣的賦值操作在匯編語言里面是不可以直接實(shí)現(xiàn)的，必須得先把變量B的內(nèi)容放在某個(gè)寄存器內(nèi)，再把寄存器的數(shù)值傳給變量A。我們現(xiàn)在要做的就是，讓程序自己尋找指令，最終使得變量byte5的值等于變量byte3的值。輸入目標(biāo)變量的名字：byte5。輸入目標(biāo)值為變量byte3的值——98。最大、最少步驟數(shù)都設(shè)定為2步。常數(shù)枚舉填N。然后，程序要求“輸入與之相關(guān)的變量或寄存器的名字”，這就是說：只有用戶輸入的變量或寄存器會(huì)被用作參數(shù)，這樣做將會(huì)排除掉很多無關(guān)的方案，提高程序的收斂性。我們需要程序把byte3的值傳遞給byte5，所以byte3肯定是相關(guān)變量，必須輸入byte3否則程序?qū)⒄也坏秸_的結(jié)果。由于變量間的傳值需要借用一個(gè)寄存器，所以我們隨便輸入一個(gè)八位寄存器比如AH（必須要大寫！?。?。由于byte3是目標(biāo)變量，所以可以輸也可以不輸，反正自編程系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把它加入“相關(guān)變量/寄存器”的集合當(dāng)中。輸入“XX”并回車，程序開始嘗試枚舉。。。一瞬間，程序提示“得到3種方案，為避免偶然性，你需要修改相關(guān)變量的值從而對(duì)方案進(jìn)行檢驗(yàn)”。輸入檢驗(yàn)次數(shù)：1次，我們把byte3的原值修改為100，byte5的原值修改為90，把AH寄存器的原值修改為35（注意：AH寄存器值為0時(shí)，addAH,byte3、orAH,byte3和movAH,byte3的執(zhí)行效果是一樣的，都可以使AH寄存器的值跟byte3一樣，這就是為什么寄存器值為0的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一大堆結(jié)果）。程序最后得出結(jié)果如下：movahbyte3movbyte5ah輸入“Y”保存當(dāng)前枚舉嘗試結(jié)果，取名為“賦值”。接受的參數(shù)就填：byte5,byte3（注意：以半角逗號(hào)分隔）。參數(shù)的順序最好不要顛倒，把等號(hào)左邊的參數(shù)放在第一個(gè)。程序清屏，并在指令欄下面顯示了剛剛保存的結(jié)果：賦值接受2個(gè)參數(shù)。由于剛才自編程系統(tǒng)通過枚舉試錯(cuò)，自己構(gòu)建了一個(gè)新的操作“賦值”，用于把一個(gè)變量直接賦給另一個(gè)變量?，F(xiàn)在自編程系統(tǒng)里面不僅僅有mov、add、sub等基本匯編指令，還有復(fù)雜指令——也就是剛才得到的“賦值”操作。程序詢問用戶，接下來要枚舉的指令是基本指令還是復(fù)雜指令，我們接下來要做的事情是把一個(gè)小寫字母轉(zhuǎn)為大寫字母，這不需要用到兩變量間的賦值，也就是說只需對(duì)基本指令進(jìn)行枚舉就可以了，所以選1。當(dāng)然如果你輸入2,也不會(huì)有大問題，只不過程序會(huì)優(yōu)先考慮復(fù)雜指令，這樣就反倒增加了試錯(cuò)的次數(shù)。我們需要把目標(biāo)變量byte5的值由大寫的Z變?yōu)樾懙膠，大寫Z的ASCII碼是90，小寫z的ASCII碼是122。大家不用急著上網(wǎng)查ASCII碼，我壓縮包里面給了大家一個(gè)字符和ASCII雙向轉(zhuǎn)換的程序，大家可以用它來查詢。最大步驟數(shù)和最少步驟數(shù)都設(shè)置為1。程序詢問是否允許常數(shù)枚舉，這個(gè)地方要填寫：Y。因?yàn)檫@里需要用到對(duì)具體常數(shù)值的位運(yùn)算。（orbyte5,32）．由于此程序除了要用到目標(biāo)變量byte5以外，再也不需要用到其他任何變量、寄存器了。所以“相關(guān)變量/寄存器”那欄直接填XX。接下來程序所做的事情就是用mov、add、sub、and、or指令一個(gè)個(gè)試過去，當(dāng)然不僅僅要改變指令，還要改變常數(shù)參數(shù)的值，具體枚舉過程如下：movbyte5,1movbyte5,2movbyte5,3。。。。。。movbyte5,254movbyte5,255andbyte5,1andbyte5,2andbyte5,3。。。。。。andbyte5,254andbyte5,255orbyte5,1orbyte5,2orbyte5,3。。。。。。orbyte5,254orbyte5,255。。。。。。。。。。。。經(jīng)過第一次篩選，程序得到了３２種方案，這說明很多不合理的方法混雜在里面。于是我們改變byte5的目標(biāo)值，設(shè)定為121即大寫字母Y，原值設(shè)定為89即小寫字母y。（大寫字母的ASCII碼等于小寫字母ASCII碼加上32）.經(jīng)過這次篩選，方案的數(shù)量由32銳減至9。接下來我們?cè)賮砜匆环N情況：如果一個(gè)字母本身就已經(jīng)是小寫字母了，如果再把對(duì)它進(jìn)行“加32”操作，那么得到的結(jié)果將不再是英文字母。所以現(xiàn)在我們把byte5的目標(biāo)值和初始值都設(shè)定為119即字母w，要求程序在執(zhí)行方案以后，變量里面的內(nèi)容仍然是小寫字母w。經(jīng)過這一輪篩選，只剩下4個(gè)方案，然后我們對(duì)四個(gè)方案進(jìn)行挑選，選出合適的指令“orbyte5,32”,保存之并命名為“轉(zhuǎn)小寫”。接下來，我們讓程序構(gòu)建一種能將任意字母轉(zhuǎn)化為大寫形式的復(fù)雜操作，輸入輸出如下：==========================================枚舉基本指令請(qǐng)輸1，枚舉復(fù)雜指令請(qǐng)輸2：1請(qǐng)輸入目標(biāo)變量的名字：byte3請(qǐng)輸入目標(biāo)值：68請(qǐng)輸入最少步驟數(shù)：1請(qǐng)輸入最大步驟數(shù)：1是否允許常數(shù)枚舉？(Y/N)Y請(qǐng)輸入與之相關(guān)的變量或寄存器的名字，輸入XX結(jié)束：XX得到34種方案，為避免偶然性，你需要修改相關(guān)變量的值從而對(duì)方案進(jìn)請(qǐng)輸入檢驗(yàn)次數(shù)：2請(qǐng)輸入目標(biāo)變量的最終值：67byte3原值為：100，現(xiàn)修改為：99開始進(jìn)行第1次篩選......第1次篩選完畢，剩余9個(gè)方案輸入Y可進(jìn)行篩選，輸入N退出篩選過程：Y請(qǐng)輸入目標(biāo)變量的最終值：66byte3原值為：99，現(xiàn)修改為：66開始進(jìn)行第2次篩選......第2次篩選完畢，剩余8個(gè)方案找到8種方案，輸入Y可將方案保存為指令，輸入N放棄當(dāng)前方案，輸入andbyte371是否保存？(Y/N/X)Nandbyte379是否保存？(Y/N/X)Nandbyte387是否保存？(Y/N/X)Nandbyte395是否保存？(Y/N/X)Nandbyte3199是否保存？(Y/N/X)Nandbyte3207是否保存？(Y/N/X)Nandbyte3215是否保存？(Y/N/X)Nandbyte3223是否保存？(Y/N/X)Y為當(dāng)前方案取名：轉(zhuǎn)大寫輸入指令中出現(xiàn)的所有參數(shù)（不要重復(fù)），以半角逗號(hào)分隔：byte3==========================================然后再構(gòu)建“能夠?qū)蓚€(gè)變量直接進(jìn)行加法運(yùn)算”的操作，輸入輸出如圖所示：現(xiàn)在，我們需要構(gòu)建的指令有３個(gè)不同類型的參數(shù)。我們的目標(biāo)是把兩個(gè)字符的內(nèi)容放進(jìn)一個(gè)十六位變量當(dāng)中，變量的高位存放第一個(gè)字符，低位存放第二個(gè)字符。比如byte3=’B’,byte4=’D’，將byte3、byte4的內(nèi)容放進(jìn)十六位變量word1當(dāng)中，word1的值會(huì)變成66*256+68=16964。大家不要自己去算，為了大家的方便，我已經(jīng)編寫了一個(gè)工具專門用來計(jì)算字符、字符串的ASCII碼值，如圖：最大、最少步驟數(shù)都設(shè)定為3。此程序要用到八位寄存器AH、AL來暫存字符串的內(nèi)容，還需要用十六位寄存器AX來存儲(chǔ)字符串內(nèi)容。程序經(jīng)過一段時(shí)間的嘗試，得到了兩個(gè)方案，接下來的輸入輸出如下，大家只要按照我給的步驟去操作就可以了。＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝得到2種方案，為避免偶然性，你需要修改相關(guān)變量的值從而對(duì)方案進(jìn)行檢驗(yàn)。請(qǐng)輸入檢驗(yàn)次數(shù)：0找到2種方案，輸入Y可將方案保存為指令，輸入N放棄當(dāng)前方案，輸入X可跳過剩余內(nèi)容。movahbyte3movalbyte4movword1ax是否保存？(Y/N/X)Y為當(dāng)前方案取名：字符拼接輸入指令中出現(xiàn)的所有參數(shù)（不要重復(fù)），以半角逗號(hào)分隔：word1,byte3,byte4movalbyte4movahbyte3movword1ax是否保存？(Y/N/X)N＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝現(xiàn)在，將要進(jìn)行的是最后一次實(shí)驗(yàn)：我們需要程序構(gòu)建這樣一種操作：它能夠?qū)蓚€(gè)變量中存儲(chǔ)的英文字符轉(zhuǎn)化為小寫形式，拼接成字符串（存放于一個(gè)１６位變量中）。我們還是以word2、byte3、byte4作為操作的對(duì)象，最后word2中存儲(chǔ)的字符串為”bd”，對(duì)應(yīng)的數(shù)值為98*256+100=25188。返回主程序，程序詢問用戶要枚舉基本指令還是復(fù)雜指令，此處填2。目標(biāo)變量為word2，目標(biāo)值填入25188，表示”bd”。最大、最少步驟數(shù)都填3，相關(guān)的變量、寄存器這一欄輸入byte3按回車，輸入byte4按回車，再輸入XX結(jié)束。程序提示如下信息：對(duì)于基本指令，總共有0種排列對(duì)于復(fù)雜指令，總共有10種排列賦值byte3byte4賦值byte4byte3轉(zhuǎn)小寫byte3轉(zhuǎn)小寫byte4轉(zhuǎn)大寫byte3轉(zhuǎn)大寫byte4加byte3byte4加byte4byte3字符拼接word2byte3byte4字符拼接word2byte4byte3請(qǐng)按任意鍵繼續(xù)...我來解釋一下這段信息的含義。對(duì)于基本指令如mov、add而言，參數(shù)不可能是兩個(gè)變量，所以枚舉出的結(jié)果數(shù)目為0。對(duì)于復(fù)雜指令，則要分類討論。“賦值”指令接受兩個(gè)八位變量，所以參數(shù)可以是byte3、byte4而不會(huì)是word2，由于變量位置呼喚后得到的效果是不一樣的，所以參數(shù)可以填{byte3,byte4}或者{byte4,byte3}。其余指令類似，不再贅述。按下任意鍵后，程序得到兩種方法，這些都是合理的方案。接下來請(qǐng)大家按照如下內(nèi)容輸入命令（我們需要保存結(jié)果并且修改word2的值，不用多問為什么，照樣子打字就可以了）===========================================================得到2種方案，為避免偶然性，你需要修改相關(guān)變量的值從而對(duì)方案進(jìn)行檢驗(yàn)。請(qǐng)輸入檢驗(yàn)次數(shù)：1請(qǐng)輸入目標(biāo)變量的最終值：25188byte3原值為：66，現(xiàn)修改為：66byte4原值為：68，現(xiàn)修改為：68word2原值為：19755，現(xiàn)修改為：25188找到2種方案，輸入Y可將方案保存為指令，輸入N放棄當(dāng)前方案，輸入X可跳過剩余內(nèi)容。轉(zhuǎn)小寫byte3轉(zhuǎn)小寫byte4字符拼接word2byte3byte4是否保存？(Y/N/X)Y為當(dāng)前方案取名：轉(zhuǎn)小寫并拼接輸入指令中出現(xiàn)的所有參數(shù)（不要重復(fù)），以半角逗號(hào)分隔：word2,byte3,byte4轉(zhuǎn)小寫byte4轉(zhuǎn)小寫byte3字符拼接word2byte3byte4是否保存？(Y/N/X)===========================================================保存命令后，程序界面如下圖所示。可以看到指令欄里面多了一個(gè)“轉(zhuǎn)小寫并拼接指令”，它接受3個(gè)參數(shù)。Word2的值變成了”bd”，有的人可能會(huì)懷疑：word2的值之所以改變?yōu)椤眀d”，是因?yàn)閯偛盼覀冊(cè)跈z驗(yàn)的時(shí)候強(qiáng)制為word2設(shè)定了初值25188。注意，其實(shí)自編程系統(tǒng)第一次在嘗試組合指令的時(shí)候，已經(jīng)成功地用①轉(zhuǎn)小寫byte3；②轉(zhuǎn)小寫byte4；③字符拼接word2byte3byte4這三步操作，成功地將word2的值變成了25188(字符串“bd”)。但由于我們的自編程系統(tǒng)有一個(gè)“變量自動(dòng)恢復(fù)原值”機(jī)制，就是說每次執(zhí)行完一組指令以后，程序會(huì)自動(dòng)將變量恢復(fù)為原值，以免對(duì)下一組指令的執(zhí)行產(chǎn)生影響。我們剛才做的“檢驗(yàn)工作”，真正目的并不是為了檢驗(yàn)得到的方案，而是為了強(qiáng)制地將word2的值設(shè)定為25188（剛才自編程系統(tǒng)自動(dòng)將它恢復(fù)為原本值了），最后大家看到的效果如下圖所示，word2=25188，旁邊還顯示了一個(gè)字符串“bd”。

總結(jié)：本程序通過“高層指令優(yōu)先搜索法”提高搜索效率和收斂性，在枚舉的過程中優(yōu)先考慮自編程系統(tǒng)產(chǎn)生的高級(jí)操作，同時(shí)低級(jí)的原始操作也不會(huì)被忽略掉。為了做到這一點(diǎn)，我們需要讓程序產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)（每一位都存儲(chǔ)在數(shù)組里面），用1代表高級(jí)操作指令，0代表底層操作指令，最后優(yōu)先選擇含有較少”0”的二進(jìn)制數(shù)組。不同的指令，接受不同數(shù)目、不同類型的參數(shù)。本程序通過“異進(jìn)制枚舉法”（產(chǎn)生不同位上使用不同進(jìn)制的整數(shù)），枚舉出所有的情況。有些時(shí)候自編程序需要對(duì)常數(shù)進(jìn)行枚舉，比如加1、加2、加3、加4……加255，有些時(shí)候則不用。常數(shù)枚舉會(huì)極大地增加枚舉嘗試的次數(shù)，為了增加程序的收斂性，應(yīng)讓程序僅僅在必要的時(shí)候啟用常數(shù)枚舉功能（可以由用戶來決定）。本演示程序涉及各種不同的類，比如八位寄存器類、十六位寄存器類、八位變量類、十六位變量類、整數(shù)類。為了對(duì)它們進(jìn)行統(tǒng)一的操作，我規(guī)定程序需要用到的變量（包括用戶自己建立的變量）必須存儲(chǔ)在一個(gè)全局?jǐn)?shù)組內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，我定義一個(gè)Object類（學(xué)過JAVA和.NET的人應(yīng)該對(duì)此不陌生），Object對(duì)象里面包含指向（全局?jǐn)?shù)組中）八位寄存器、十六位寄存器、八位變量、十六位變量的指針，還有一個(gè)標(biāo)志“類型”的char變量。函數(shù)在對(duì)Object對(duì)象進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)先根據(jù)char變量的值來判定對(duì)象的類型，從而對(duì)不同的指針解除引用，執(zhí)行不同的代碼。Object類的定義如下：classObject{public: chartype=-1;//0：8位寄存器；1：16位寄存器；2：8位變量；3：16位變量 Register8*reg8=0; Register16*reg16=0; Var8*var8=0; Var16*var16=0; unsignedshortimmValue=0;//type==4則為8位立即數(shù)，type==5則為16位立即數(shù) unsignedshortgetValue() { if(type==0)returnreg8->value; elseif(type==1)returnreg16->getValue(); elseif(type==2)returnvar8->value; elseif(type==3)returnvar16->value; elseif(type==4||type==5)returnimmValue; } boolsetValue(unsignedshortv) { if(type==REG8) { if(v<=255&&v>=0) { reg8->value=v; returntrue; } } elseif(type==VAR8) { if(v<=255&&v>=0) { var8->value=v; returntrue; } } elseif(type==IMM8) { if(v<=255&&v>=0) { immValue=v; returntrue; } } elseif(type==REG16) { reg16->setValue(v); returntrue; } elseif(type==VAR16) { var16->value=v; returntrue; } elseif(type==IMM16) { immValue=v; returntrue; } returnfalse; } stringgetName() { if(type==REG16)returnreg16->name; elseif(type==REG8)returnreg8->name; elseif(type==VAR16)returnvar16->name; elseif(type==VAR8)returnvar8->name; else { chararr[10]; sprintf(arr,"%d",immValue);//數(shù)字轉(zhuǎn)為字符串 stringresult=arr; returnresult; } } unsignedshort_getValue() { if(type==REG16)returnreg16->getValue(); elseif(type==REG8)returnreg8->value; elseif(type==VAR16)returnvar16->value; elseif(type==VAR8)returnvar8->value; elseif(type==IMM16||type==IMM8)returnimmValue; } Object(){} Object(Register8*r) { reg8=r; type=REG8; } Object(Register16*r) { reg16=r; type=REG16; } Object(Var8*v) { var8=v; type=VAR8; } Object(Var16*v) { var16=v; type=VAR16; } Object(shorti,char_type) { if(_type==4||_type==5) { immValue=i; type=_type; } } boolequals(Objectother) { if(type!=other.type)returnfalse; if(type==IMM16||type==IMM8)returnimmValue==other.immValue; else { if(type==REG8)returnreg8==other.reg8; elseif(type==REG16)returnreg16==other.reg16; elseif(type==VAR8)returnvar8==other.var8; elseif(type==VAR16)returnvar16==other.var16; } }};其他部分代碼：1.二進(jìn)制數(shù)組類定義，以及產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)組的方法：classBitArray{public: boolinvalid=false; vector<bool>array; voidpush_front(intbit) { if(bit==0)array.insert(array.begin(),false); elsearray.insert(array.begin(),true); } voidpush_front(boolbit) { array.insert(array.begin(),bit); } intgetNumOfFalse() { intn=0; for(inti=0;i<array.size();i++) if(array[i]==false)n++; returnn; } voidpush_back(intbit) { if(bit==1)array.push_back(true); elsearray.push_back(false); } voidpush_back(boolbit) { array.push_back(bit); } stringtoString() { stringstr=""; for(inti=0;i<array.size();i++) str+=(array[i]?"1":"0"); returnstr; } boolequals(BitArrayother) { if(array.size()!=other.array.size())returnfalse; for(inti=0;i<array.size();i++) if(array[i]!=other.array[i])returnfalse; returntrue; }};vector<BitArray>getBitArrays(intMaxLen,intMinLen){ vector<BitArray>results; inti; for(i=0;i<pow(2,MaxLen);i++) { BitArraycurrentResult; if(i>0) { intn=i,//整除結(jié)果 r=0;//余數(shù) while(n>0)//十進(jìn)制轉(zhuǎn)為二進(jìn)制 { r=n%2; n/=2; currentResult.push_front(r);//余1填true，余0填false } results.push_back(currentResult); } else { currentResult.array.push_back(false); results.push_back(currentResult); } //補(bǔ)全 if(currentResult.array.size()<MaxLen) { BitArraycurrentBackup=currentResult;//備份原本的數(shù)組 for(inti=1;i<=MaxLen-currentBackup.array.size();i++) { currentResult=currentBackup;//恢復(fù)到開頭沒有插入false時(shí)的狀態(tài) //cout<<"原本長度："<<currentResult.array.size()<<"，需要補(bǔ)上" // <<i<<"個(gè)零\n"; for(intj=1;j<=i;j++)//在開頭插入i個(gè)false currentResult.push_front(false); if(getIndex(results,currentResult)==-1) results.push_back(currentResult); } } } //剔除位數(shù)過少的 vector<BitArray>temp; for(inti=0;i<results.size();i++) if(results[i].array.size()>=MinLen)temp.push_back(results[i]); results=temp; //False數(shù)目由小到大排序 for(inti=0;i<results.size()-1;i++) { for(intj=i+1;j<results.size();j++) { if(results[i].getNumOfFalse()>results[j].getNumOfFalse()) { BitArraytemp=results[i]; results[i]=results[j]; results[j]=temp; } } } returnresults;}2.全排列-異進(jìn)制枚舉-二維矩陣轉(zhuǎn)化vector<vector<Object>>completelyArrange(vector<vector<Object>>choices)//全排列{ //注：參數(shù)choices里面存儲(chǔ)了每一個(gè)參數(shù)的所有選項(xiàng)， //外層下標(biāo)表示第幾個(gè)參數(shù)，內(nèi)層表示該參數(shù)的第幾個(gè)選擇 //↓內(nèi)層下標(biāo)表示第幾個(gè)參數(shù)（☆等同于choices的外層下標(biāo)），外層下標(biāo)表示第幾種排列情況 vector<vector<int>>allAvailableIndexes;//排列得到的所有下標(biāo)情況 intlength=choices.size();//數(shù)字長度 intradix=0;//進(jìn)制 for(inti=0;i<choices.size();i++) if(choices[i].size()>radix)radix=choices[i].size();//最大參數(shù)個(gè)數(shù) longlongmaxValue=pow(radix,length)-1;//長度為length的radix進(jìn)制數(shù)所能表示的最大數(shù)值 for(longlongi=0;i<=maxValue;i++) { //進(jìn)制轉(zhuǎn)換 longlongn=i; longlongr=0; vector<int>temp;//radix進(jìn)制的數(shù)碼 if(n==0)temp.push_back(0); while(n>0) { r=n%radix; n/=radix; temp.push_back(r); } intoriginalSize=temp.size();//高位補(bǔ)零之前，這個(gè)radix進(jìn)制數(shù)的位數(shù) if(originalSize<length)//如果小于最大長度 { for(intm=1;m<=length-originalSize;m++) temp.push_back(0);//高位補(bǔ)零（暫時(shí)放在末尾） } reverse(temp.begin(),temp.end());//倒置 for(intj=temp.size()-1;j>=length-originalSize;j--)//從個(gè)位到第一個(gè)非補(bǔ)零位 { if(temp[j]>=choices[j].size())//比如數(shù)字是10進(jìn)制，而實(shí)際上只有7個(gè)參數(shù) { //例如：0024700 i+=(radix-choices[j].size())*pow(radix,temp.size()-1-j)-1; //跳到：0025000-1跨越了(10-7)*10^3-1個(gè)數(shù)，3表示當(dāng)前位后面還有3位 gototryNext;//進(jìn)入下一個(gè)for（i....)循環(huán) } elseallAvailableIndexes.push_back(temp); } tryNext:; } //修正錯(cuò)誤 vector<int>bitMaxes;//每個(gè)位上的最大值 for(inti=0;i<length;i++) bitMaxes.push_back(choices[i].size()-1); vector<vector<int>>indexesTemp; for(inta=0;a<allAvailableIndexes.size();a++) { boolabandon=false; if(a>0&&indexesTemp.size()>0)//這個(gè)地方要好好看看?。。? { if(allAvailableIndexes[a].size()>allAvailableIndexes[a-1].size()) continue; } for(intb=0;b<allAvailableIndexes[a].size();b++) { //逐位比較 if(allAvailableIndexes[a][b]>bitMaxes[b]) { abandon=true;//只要有一位超出最大值，就丟棄掉整個(gè)方案 break; } } if(!abandon) addInto3(&indexesTemp,allAvailableIndexes[a]); } //修正完畢 allAvailableIndexes=indexesTemp; vector<vector<Object>>allAvailableArgs; //把下標(biāo)值轉(zhuǎn)化為具體的對(duì)象 for(inti=0;i<allAvailableIndexes.size();i++)//外層下標(biāo)i表示方案編號(hào) { //內(nèi)層下標(biāo)j表示第幾個(gè)參數(shù)（☆等同于choices的外層下標(biāo)） //allAvailableIndexes[i][j]表示枚舉選定的選項(xiàng) vector<Object>inner; for(intj=0;j<length;j++)//內(nèi)層下標(biāo)j表示第幾個(gè)參數(shù)（☆等同于choices的外層下標(biāo)） { intindex_choice=allAvailableIndexes[i][j]; inner.push_back(choices[j][index_choice]); } allAvailableArgs.push_back(inner); } returnallAvailableArgs;}3.產(chǎn)生二維數(shù)組的代碼：vector<ComplexOperation>complexOperations; for(inti=0;i<global_complexInstruction