【PHP】 fizzbuzz を書く。1行あたり2文字で。

更新履歴

1. 2022-09-28: 公開
2. 2022-09-29: 小さな文言の修正・変更

記事の構成について

この記事は、普通の fizzbuzz を徐々に変形して最終形にしていく、という構成で書かれている。 最終形を見てどのような仕組みで動いているのか解読してから解説を読みたい、というかたがいれば、 このページ にソースコードがあるので、そちらを先に見てほしい。

レギュレーション

PHP で、次のような制約の下に fizzbuzz を書いた。

• 1行あたりの文字数は2文字までに収めること (ただし <?php タグは除く)
  • 厳密な定義: <?php タグ以降のソースコードが、2 byte ごとにラインフィード (LF) で区切られること
• スペースやタブを使用しないこと
• ループのアンロールをしないこと
  • 100 回ループの代わりに 100 回コードをコピペ、というのは禁止
• PHP 7.4〜8.1 で動作すること
• 実行時に Notice や Warning が出ないこと
• 標準的なインストール構成の PHP で実現できること (デフォルトで有効になっていない拡張等を使わないこと)

備考: PHP には short_open_tag というオプションがあり、 これを有効にするとファイル冒頭の <?php の代わりに <? を使うことができ、文字どおり1行2文字で書ける。 ただ、このオプションはデフォルト off になっている環境が多いようなので、今回は使わないことにした。

主な障害

1行あたりの文字数など、適当に改行を挟めばいいだけではないのか？

特に、C言語でこのような試みをおこなったことがあるかたならそう思うだろう。事実、Cでのこの制約はほとんど無意味に等しい。

#\
i\
n\
c\
l\
u\
d\
e\
<\
s\
t\
d\
i\
o\
.\
h\
>\
/*
*/
i\
n\
t\
/*
*/
m\
a\
i\
n(
){
f\
o\
r(
i\
n\
t\
/*
*/
i=
1;
i<
1\
0\
0;
i\
+\
+)
if
(i
%\
15
==
0)
p\
r\
i\
n\
t\
f(
"\
F\
i\
z\
z\
B\
u\
z\
z\
%\
c\
",
10
);

/* あとは同じように普通のプログラムを変形するだけなので省略 */

バックスラッシュを使った行継続がトークンを区切らない、というのがポイントだ。

さて、PHP ではそもそもバックスラッシュを行継続に使うことができない。 これにより、「3文字以上からなるトークンが一切使えない」という制約が課される。 例えば、echo で出力することや、for でループすること、 new でインスタンスを生成することができない。 特に、出力は fizzbuzz をどんなアルゴリズムで実装しようとおこなわなければならないので、できないのは致命的である。

当然、名前が3文字以上ある関数も使えない。なお、標準 PHP の範囲内において、名前が 2文字以下の関数は以下のとおりである:

• _: gettext のエイリアス
• dl: 拡張モジュールをロードする
• pi: 円周率を返す

(環境によって多少は変わるかも)

2文字の関数を定義しまくった拡張モジュールを用意しておいて dl() で読み込む行為は、レギュレーションで定めた

• 標準的なインストール構成の PHP で実現できること (デフォルトで有効になっていない拡張等を使わないこと)

に反する (というより、「それだとおもしろくもなんともないので、このルールを足した」というのが正しい)。

また、2文字だと文字列がまともに書けないのも辛い。'' だけで2文字使うので、 「1文字の文字列リテラル」というものを書くことができない。PHP では文字列リテラル中に生の改行が書けるので

$a
='
a'
;;

とすると $a は "\na" になるのだが、余計な改行が入ってしまう。

これらの障害をどのように乗り越えるのか、次節から見ていく。

解説

<?php

for ($i = 1; $i < 100; $i++) {
  echo (($i % 3 ? '' : 'Fizz') . ($i % 5 ? '' : 'Buzz') ?: $i) . "\n";
}

<?php

$s = range(1, 100);
array_walk(
$s,
fn($i) =>
printf((($i % 3 ? '' : 'Fizz') . ($i % 5 ? '' : 'Buzz') ?: $i) . "\n"),
);

<?php

$r = 'range';
$w = 'array_walk';
$p = 'printf';

$s = $r(1, 100);
$w(
$s,
fn($i) =>
$p((($i % 3 ? '' : 'Fizz') . ($i % 5 ? '' : 'Buzz') ?: $i) . "\n"),
);

$f
=F
.i
.z
.z
;;

$f
=@
F.
@i
.#
@z
.#
@z
;;

$a = "12345";
$b = "world";

// $a ^ $b は次のコードと同じ
$result = '';
for ($i = 0; $i < min(strlen($a), strlen($b)); $i++) {
$result .= $a[$i] ^ $b[$i];
}

echo $result;
// => F]AXQ

$x = "x\nOm\n";
$y = "\nk!\no";
$r = $x ^ $y;
echo "$r\n";

$x
='x
Om
';
$y
='
k!
o'
;

$r = $x ^ $y;
echo "$r\n";

$x
=#
'x
Om
';
$y
='
k!
o'
;#
$r
=#
$x
^#
$y
;#

echo "$r\n";

完成系

完成したものがこちら。

<?php

$x
=#
'i
S'
;;
$y
='
b!
';
$c
=#
$x
^#
$y
;#
$x
=#
'x
Om
';
$y
='
k!
o'
;#
$r
=#
$x
^#
$y
;#
$x
=#
'k
Sk
~}
Ma
';
$y
='
x!
s!
k!
';
$w
=#
$x
^#
$y
;#
$x
=#
'z
Hd
G'
;#
$y
='
x!
~!
';
$p
=#
$x
^#
$y
;#
$x
=#
'L
[p
';
$y
='
c!
';
$f
=#
$x
^#
$y
;#
$x
=#
'H
[p
';
$y
='
_!
';
$b
=#
$x
^#
$y
;#
$b
[1
]=
$c
(#
13
*9
);
$s
=#
$r
(1
,(
10
**
2)
);
$w
(#
$s
,#
fn
(#
$i
)#
=>
$p
((
(#
$i
%3
?#
''
:#
$f
).
(#
$i
%5
?#
''
:#
$b
)?
:#
$i
)#
.'
')
);

感想など

PHP は、スクリプト言語の中だとシンタックスシュガーが少ない (体感)。 この挑戦は不可能に思われたが、PHP マニュアルとにらめっこしていたらなんとかなった。

みんなもプログラムを細長くしよう。

余談2: 別解

PHP では、バッククォートを使ってシェルを呼び出せる。 これは shell_exec 関数と等価である。 さて、PHP ではバックスラッシュによる行継続が使えないと書いたが、シェルでは使える (当然だが、呼び出されるシェルに依存する。Bash なら大丈夫だろう。知らんけど)。

<?php

printf(`
e\
c\
h\
o\
\
1\
2\
3\
`);

なお、ここでは簡単のため出力に printf をそのまま使っているが、 実際には printf という文字列を合成して可変関数で呼び出す。

ただし、これでは

• スペースやタブを使用しないこと

に違反してしまう。スペースが使えないと引数とコマンドを区切れない。これは困った。

もうこれ以上は不可能だと思っていたのだが、この記事の執筆中に解決する方法を思いついたので載せておく。

<?php

$c = 'chr';

${
'_
'}
=#
$c
(#
32
).
$c
(#
92
);

printf(`
e\
c\
h\
o\
${
'_
'}
1\
2\
3\
`);

先程と同じく、chr や printf を生成する部分は長くなるので省いた。

${
'_
'}

は変数で、中にはスペースとエスケープが入っている (chr(32) . chr(92))。 シェルに渡されている文字列は次のようになる。

e\
c\
h\
o\
\
1\
2\
3\

これは、前掲したコマンドと同じだ。 かくして、スペースを陽に書かずにシェルをおおよそ自由に扱えるようになった。 Fizzbuzz のワンライナーくらいすぐ書けるだろうから、あとはなんとかなるだろう (試してないけど)。

ということでこれは別解ということにしておく。

ちなみに、PHP 8.2 からは、この記法で Warning が出るようになるようだ。

${
'_
'}

最新版で警告が出るというのも美しくないので、私としては本編の解法を推す。