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荒诞算法大赏:从睡眠排序到情绪排序的爆笑代码实践

荒诞算法大赏:从睡眠排序到情绪排序的爆笑代码实践 做技术这行写久了难免会生出一种叛逆需求文档越厚排期越紧我就越想写点“故意不正经”的代码。这里的“不正经”不是质量差而是逻辑上故意绕过所有教科书里的标准路径——俗称反逻辑陷阱学名可以叫荒诞算法。我说的荒诞算法是那种“明明两行能写完、偏要绕地球一圈”的排序、查找、计数实现是那种把随机数当裁决者、把sleep当比较器、把掷骰子当天启的代码。它跑起来让人头大但仔细一品又会忍不住笑出声。外行看到说“这也能跑”内行看到反而会说“这也能跑”这篇文章把我这几年攒的荒诞算法案例、手写思路、踩坑记录全部摊开讲。适合谁看适合写正经代码写到想吐、想找点乐子的后端和前端同学也适合刚学算法、想换个角度理解“复杂度”“确定性”“随机性”这些概念的新手。放心所有代码都有完整源码直接run就能复现。1. 先搞清楚反逻辑陷阱和荒诞算法到底在玩什么1.1 为什么我要写一堆“不该这么写”的代码先解释一下我理解的“反逻辑陷阱”。它不是“代码写得烂”而是一种主动设伏代码表面上违背所有算法常识从比较方式到循环条件都透着一股“这是不是出bug了”的气味但你往深处看会发现它内部其实埋着一条只属于人类的叙事线。举个例子。你写一个找最大值的函数正常人用一次遍历最多三行搞定。荒诞版本则是先掷骰子掷出6才宣布答案没掷出6就继续装神弄鬼。机器不知道你在掷骰子还是在念咒解释器只关心语法对不对普通程序员看到会想“你没事吧”而能看懂的人会心一笑——因为这里面的荒诞是有意为之的背后是一条“占卜师在骗人但他自己知道答案”的故事线。为什么说“只有人类能懂”因为机器只执行不解读。一段荒诞算法的“意义”根本不在指令序列里而在读者的脑补里。编译器看到的是“比较交换”代码评审者看到的是“应该改成sort()”唯独愿意停下来琢磨的同类才能读出里面的玩笑、讽刺和对软件工程的某种温柔抵抗。这就是反逻辑陷阱的核心玩法给逻辑挖坑让认真读代码的人一脚踩空。我写这些东西的真实目的其实有三个。第一是练脑子要把荒诞算法写得“既荒谬又正确”你必须非常清楚什么是正确的复杂度怎么算随机性怎么控制。第二是解压整天写CRUD和接口偶尔写点毫无实用价值但很有意思的东西跟下班拼乐高是一个道理。第三是教学给新人讲冒泡排序他会犯困但你给他一个“情绪决定是否交换”的排序他保证记住一辈子。1.2 荒诞算法和普通烂代码的本质区别很多人一听到“故意写烂代码”就皱眉觉得这是在给代码质量洗地。这里我必须把话说清楚荒诞算法不是烂代码它们俩在本质上完全相反。对比维度普通烂代码荒诞算法产生方式无意识失控、能力不足导致刻意设计、反复调试后成型运行结果经常出错行为不可预期必须输出正确结果这是底线读者第一反应想骂人先想骂人然后笑出声可维护性不可维护且毫无辩解空间同样不可维护但有一套自洽的“世界观”复杂度只是单纯的慢慢得有数学依据能算期望值价值定位技术债纯负资产情绪价值、教学价值、思维训练这个区别特别重要。你可以把冒泡排序写得奇慢无比它依然是坏代码但你把排序改成“每个元素先睡一觉再排”它就成了有灵魂的荒诞算法。区别就在“是否有意为之”和“是否仍然正确”。我个人的铁律只有一条荒诞的是过程正确的是结果。如果一段代码既荒谬又跑不出正确答案那它就不是荒诞算法是纯粹的bug。相反只要结果正确、过程荒诞得自洽那它就有了存在的意义——至少它是一个高质量的笑话。2. 经典荒诞算法盘点从睡眠排序到博戈排序2.1 睡眠排序让时间替你比较大小要说荒诞算法的开山之作睡眠排序sleep sort绝对排第一。思路离谱到极点给数组里的每个数字开一个线程数字是几这个线程就睡几秒谁先醒过来谁就先被输出。数字小的人睡得短、醒得早、排前面数字大的人睡得久、起得晚、排后面。排序依据不是比较是“起床气”。import threading import time def sleep_sort(nums): result [] lock threading.Lock() def worker(n): time.sleep(n) # 数字越大睡得越久 with lock: result.append(n) # 醒得越晚排得越靠后 threads [threading.Thread(targetworker, args(n,)) for n in nums] for t in threads: t.start() for t in threads: t.join() return result print(sleep_sort([3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]))这个算法有个隐藏彩蛋它把“比较大小”这个计算机问题转化成了“物理世界的时间流逝”问题。理论上结果是对的只要你愿意等。我第一次跑的时候给了一个包含数字100的测试样例然后整个下午都在等那个线程睡醒。这里第一个坑就出现了睡眠排序不适合大数字也不适合两个非常接近的数字——睡3.0秒和睡3.1秒的线程谁先醒取决于操作系统调度器的心情结果可能是错的。所以这东西只能当段子不能当真工具。2.2 博戈排序洗牌洗到地老天荒如果说睡眠排序是“用时间换排序”那博戈排序bogosort就是“用概率换排序”。思路更简单粗暴检查数组是否有序如果无序就随机打乱再检查再打乱循环往复直到某个瞬间数组恰好被洗成了有序的。import random def is_sorted(arr): return all(arr[i] arr[i 1] for i in range(len(arr) - 1)) def bogosort(arr): attempts 0 while not is_sorted(arr): random.shuffle(arr) # 洗牌洗到天荒地老 attempts 1 print(f一共洗了 {attempts} 次牌终于排好了) return arr print(bogosort([8, 3, 5, 1]))这里可以算一笔账n个元素的数组随机排列中恰好有序的概率是1/n!所以期望洗牌次数就是n!。4个元素大概是24次体感还能接受8个元素是40320次跑起来就有点刺激了我实测过一次10个元素的博戈排序卡了整整三分多钟才洗完最后输出“一共洗了390万次牌”。这类算法的牛逼之处在于你永远无法预测它什么时候结束也许下一秒也许下一千年。它让我第一次真正理解了“期望复杂度”和“最坏情况”这两个概念之间的鸿沟——平均要洗几百万次最坏情况是永远。学术上还有个变体叫博佐排序bozosort随机交换两个元素而不是整体洗牌期望时间更离谱。还有一个著名的冷笑话叫“量子博戈排序”把数组复制到无数个平行宇宙每个宇宙洗一次牌总有一个宇宙恰好有序然后我们观察那个宇宙复杂度就是O(1)——前提是你能毁掉其他宇宙。2.3 荒诞谱系里的其他奇葩除了上面两个明星学术界其实早就有研究“故意写得很差”的算法传统。最典型的是慢速排序slowsort和臭名昭著的stooge排序它们的复杂度高到反直觉但依然能正确排序。def slowsort(arr, lo, hi): # 慢速排序先排左半边再排右半边 # 然后处理最大值最后把整个数组再排一遍。 if lo hi: return mid (lo hi) // 2 slowsort(arr, lo, mid) slowsort(arr, mid 1, hi) if arr[hi] arr[mid]: arr[hi], arr[mid] arr[mid], arr[hi] slowsort(arr, lo, hi - 1)这段代码看起来平平无奇但它的递归式是T(n)2T(n/2)T(n-1)O(1)复杂度高到令人发指。它排序的过程像极了一个优柔寡断的人先把左右两边排好发现尾部不对又把整个数组重新排一遍——每一步都在做正经事整体却在做无用功。我觉得这类“正经研究出来的低效算法”是荒诞算法的学术版非常值得一看尤其适合用来给新人演示“复杂度到底是怎么影响运行时间的”。3. 手写一个“只有人类能懂”的荒诞算法3.1 我的设计三原则看多了别人的作品手痒是难免的。这几年我自己攒了两个原创的荒诞算法都发布在个人博客里当彩蛋。写它们的时候我给自己定了三条原则在这里分享给你。第一结果必须正确。我前面反复强调过的底线。不管过程多离谱最终输出必须是有序的、准确的最大值、正确的计数。这是荒诞算法和bug的分水岭。第二荒诞要体现在“判断依据”上。不要为了绕而绕把简单循环变成十层嵌套。真正的荒诞感应该来自“用什么标准做决策”情绪、占卜、缘分、命运这些才是人类叙事里的东西。让代码像人一样“凭感觉做决定”这才是荒诞算法的灵魂。第三要有叙事性。一个成功的荒诞算法读完代码就能脑补出一个角色一个情绪化的数组一个嘴硬的神明一个优柔寡断的排序员。代码不只是代码它是一段微型小说。做到这三点你的荒诞算法才算真正“立住了”。3.2 原创案例一情绪排序完整代码这是我第一个正经设计的荒诞算法。思路是这样的数组里的每个元素都有“心情”而整轮比较会受全局情绪影响。心情好的时候正常比较心情差的时候倒着比心情佛系就不干活心情emo就随机交换。但无论如何最终必须交出一个有序数组——大不了多来几轮直到“想通”。import random def is_sorted(arr): return all(arr[i] arr[i 1] for i in range(len(arr) - 1)) def mood_sort(arr): n len(arr) rounds 0 while not is_sorted(arr): rounds 1 mood random.choice([开心, 暴躁, 佛系, emo]) for i in range(n - 1): if mood 开心: if arr[i] arr[i 1]: arr[i], arr[i 1] arr[i 1], arr[i] elif mood 暴躁: if arr[i] arr[i 1]: arr[i], arr[i 1] arr[i 1], arr[i] elif mood 佛系: pass # 看开了这轮什么都不干 else: # emo if random.random() 0.5: arr[i], arr[i 1] arr[i 1], arr[i] print(f经过 {rounds} 轮情绪波动数组终于想通了) return arr print(mood_sort([5, 3, 8, 1, 2, 7]))设计上最妙的地方是“心情”这个随机维度开心轮是标准冒泡的一趟暴躁轮会反向交换把数组搞乱佛系轮啥也不干emo轮纯随机。你可以直观理解为什么它最终会终止——因为只要连续出现足够多个“开心”轮冒泡排序的趟数就能把数组排好而连续开心轮的概率虽然小但循环不结束就早晚会撞上。这其实是计算机科学里典型的拉斯维加斯式随机算法结果永远正确运行时间看运气。实测跑了几次小数组通常在几十轮内想通但有一次运气爆棚第一轮就开心地排好了也有一次emo了四十多轮整个数组越搞越乱最后那一瞬间突然天降开心终于洗心革面。3.3 原创案例二占卜找最大值完整代码第二个是我更喜欢的作品占卜找最大值。这个算法的世界观是算法心里其实知道答案但它不能直接告诉你必须通过一场隆重的占卜仪式来“天启”。仪式规则是随机挑一个候选元素掷一个六面骰子只有骰子掷出6且候选元素确实是最大值时才宣布天启。如果掷出6但候选不是最大值神明会嘴硬地宣布一个错误答案。import random def oracle_find_max(numbers): true_max max(numbers) # 占卜师心里的标准答案 rounds 0 while True: rounds 1 candidate random.choice(numbers) dice random.randint(1, 6) if dice 6 and candidate true_max: print(f第 {rounds} 次占卜天启降临答案就是 {candidate}) return candidate elif dice 6: print(f第 {rounds} 次占卜神明说 {candidate} 是最大的神明在嘴硬) oracle_find_max([12, 7, 18, 5, 9, 21, 3])这个算法最自嘲的地方在于第2行它偷偷用max()算了一遍正确答案然后再装模作样地搞占卜。很多荒诞算法本质上都是“先算好正确结果再用荒诞仪式把结果包装一番”我觉得这种“作弊”感本身就是荒诞的一部分——就像算命先生手里其实攥着你的身份证复印件。从复杂度上看每一轮命中的概率是1/(6·n)期望轮数是6n次还算可控。实测在7个元素的数组上最快一次3轮就天启了看得我一愣最慢一次跑了快两百轮神明嘴硬了十几次每次都说错答案笑死。3.4 运行结果拆解为什么它“能用”且“好笑”把这两个算法并排放你会发现它们有个共同特征搞笑的外壳下都藏着一个正经的数据结构和正确的判断条件。情绪排序的壳是冒泡排序的外层循环和swap芯是一个“检查是否有序”的is_sorted函数占卜找最大的壳是while True、dice、随机抽样芯是“candidate true_max”这个不可动摇的不变量。这就是我认为的荒诞算法的正确打开方式荒诞的是“决策的来源”而不是“正确性的保障”。你在读代码的时候会同时看到两个层面。表层是滑稽剧数组心情不好神明天天嘴硬里层是精确的概率分析和不变量设计。只有同时看到这两层的人才能get到这种幽默——而这恰恰就是“只有人类能懂”的真正含义。一个懂得概率论的工程师和一个没学过算法的人读同一段代码笑点是完全不一样的。4. 实操中的常见问题与排查技巧实录4.1 荒诞算法最容易踩的坑写了几年荒诞算法我踩过的坑比正常人写bug的次数还多挑几个代表性的说。第一个坑是演示现场永远跑不完。有一次我给朋友演示博戈排序顺手放了一个8个元素的数组心想几万次洗牌应该很快。结果我端着咖啡等了五分钟代码还在那里洗。这不是bug是期望复杂度在物理世界里的真实体现。从那以后凡是包含随机重试的荒诞算法我一定在循环里加一个最大尝试次数或者干脆用n4、n5这种小数组来演示。别跟概率硬刚你要演示的是概念不是耐力。第二个坑是睡眠排序对输入特别挑剔。负数直接睡“负秒”会立刻崩溃两个非常接近的数字会随机乱序大的数字会把演示拖到天荒地老。而且线程本身有创建开销n一大线程调度本身的乱序就会淹没sleep的排序效果。所以睡眠排序的演示一定要用小整数、间隔要大、数量要少否则你看到的不是排序是一堆线程在抢CPU的现场。第三个坑是随机数不可复现。荒诞算法的“剧情”高度依赖随机数同样的输入跑三次三次的输出消息完全不同。这在做测试或者写博客配图时非常痛苦。后来我学乖了所有用到随机的地方都先设置随机种子这样至少能复现“某一次特别好笑”的运行结果。比如情绪排序有一次连续emo了40轮我记录了种子之后每次跑都能复现那个名场面。4.2 什么时候千万别写荒诞算法这个必须说清楚防止有人看了这篇文章热血上头把情绪排序提交到生产环境。第一生产环境是荒诞算法的坟场。支付流程、用户数据、订单状态机这些场景里任何一点随机性都是灾难。如果有人敢把sleep sort用在消息队列排序上那基本可以准备收拾包袱了。荒诞算法只能在玩具项目、学习笔记、技术分享、代码彩蛋里出现。第二团队代码库要谨慎。你写一个彩蛋放在自己的博客repo里没人管你但放在公司主干上code review就会变成战争。我不是说团队没有幽默感而是代码库的第一读者是未来的维护者荒诞算法会大幅增加他人的认知负担。如果非要在团队项目里玩记得加一段足够长的注释开头写上“艺术项目请勿修复”然后把自己的名字挂在上面。第三性能敏感路径永远别碰。哪怕是学习项目只要涉及大量数据博戈排序这种指数级复杂度的东西就会瞬间暴露。要玩随机就在demo级别的数据量里玩别挑战机器的耐心。4.3 常见问题速查表症状可能原因解决方案程序跑不完随机重试的期望轮数爆炸缩小数据量加最大尝试次数睡眠排序结果乱序线程调度抖动、数字间隔太小加大sleep间隔避免相近数字每次运行输出都不一样随机数不可复现固定random.seed保存种子被同事问“你没事吧”缺少上下文说明加注释说明这是荒诞算法/艺术项目结果偶尔是错的随机比较破坏了正确性用is_sorted之类的检查做兜底演示现场尴尬沉默观众没看懂笑点先讲复杂度分析再展示代码5. 踩过几次坑之后的体会写了这么多荒诞算法最大的收获反而不是“好玩”而是我对正经算法的理解变深了。为了把情绪排序写得“既荒诞又正确”我去查了拉斯维加斯随机算法的定义为了算博戈排序的期望轮数我翻出了差点还给老师的阶乘和概率论为了给睡眠排序找出错原因我把操作系统线程调度的文档啃了一部分。这就像练字先练草书——你以为是在放飞自我其实每一个飞白的笔触都在考验你的基本功。最后分享一个小技巧写荒诞算法的时候顺手把复杂度分析和设计思路一起写下来做成一份小文档。这样它就不只是一个笑话而是一份带笑点的算法练习题。我自己已经把情绪排序和占卜找最大值的文档整理成了内部培训材料讲“随机算法”的时候拿出来用效果比干讲公式好太多。你完全可以在这个基础上继续扩展比如写一个“宿命排序”每个元素坚信自己属于某个位置死等命运安排或者“辩论排序”两个元素互相争论谁大由随机观众投票裁决。反正核心就一句话把过程搞荒诞把结果守住剩下的就交给看代码的人去笑了。
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