27、探索 Perl 编程的趣味世界

探索 Perl 编程的趣味世界

1. Just Another Perl Hacker（JAPH）

JAPH 起源于 Perl 黑客 Randal Schwartz 在 Usenet 帖子结尾的签名 “Just another Perl hacker”，后来演变成用各种有趣、有教育意义或意想不到的方式输出这句话的 Perl 程序传统。

• 示例代码解析 ：
  • 若要解析复杂的 JAPH 代码，可使用 B::Deparse 模块。例如，对于代码：

($p{$_})&6];$p{$_}=/ ^$P/ix?$P:close$_}keys%p}p;p;p;p;p;map{$p{$_}=~/^[P.]/&&
close$_}%p;wait until$?;map{/^r/&&<$_>}%p;$_=$d[$q];sleep rand(2)if/\S/;print

可以使用以下命令：

% perl -MO=Deparse mjd-japh

它会输出解析后的 Perl 代码：

@P = split(??, '.URRUUxR', 0);
@d = split(??, "\nrekcah xinU / lreP rehtona tsuJ", 0);
sub p {
    @p{"r$p", "u$p"} = ('P', 'P');
    pipe *{"r$p"}, *{"u$p"};
    ++$p;
    ($q *= 2) += $f = !fork;
    map {$P = $P[$f | ord $p{$_} & 6];
    $p{$_} = / ^$P/xi ? $P : close *$_;} keys %p;
}
p ;
p ;
p ;
p ;
p ;
map {close *$_ if $p{$_} =~ /^[P.]/;} %p;
wait until $?;
map {<$_> if /^r/;} %p;
$_ = $d[$q];
sleep rand 2 if /\S/;
print $_;

`B::Deparse` 模块与 Perl 编译器 `O.pm` 配合使用，使用 `perl -MO=Deparse` 可输出经 Perl 解析器解析后再反解析的 Perl 代码。若需要更多提示，可使用 `-p` 选项添加额外的括号：

% perl -MO=Deparse,-p mjd-japh

部分输出如下：

(($q *= 2) += ($f = (!fork)));
map({($P = $P[($f | (ord($p{$_}) & 6))]);

• 不同复杂度的 JAPH ：
  • 基本编码解码型 ：对 JAPH 字符串进行编码后再解码，代码如下：

$_ = q ;4a75737420616e6f74686572205065726c204861636b65720as;;
for (s;s;s;s;s;s;s;s;s;s;s;s)
{
    s;(..)s?;qq qprint chr 0x$1 and \161 ssq;excess;
}

- **包含字符串但输出方式不明显型**：代码中明显包含 JAPH 字符串，但不清楚如何输出到标准输出，例如：

eval {die [[qq [Just another Perl Hacker]]]};; print
${${${@}}[$#{@{${@}}}]}[$#{${@{${@}}}[$#{@{${@}}}]}]

- **看似包含但其余部分不明型**：代码看起来可能包含 JAPH 字符串，但其余部分不清楚，例如：

BEGIN {$^H {q} = sub {$_ [1] =~ y/S-ZA-IK-O/q-tc-fe-m/d; $_ [1]}; $^H= 0x28100}
print "Just another PYTHON hacker\n";

此 JAPH 依赖于 `overload` 编译指令的一个鲜为人知的特性以及其实现中依赖于在魔术变量 `$^H` 和 `%^H` 中放置特定值的特性。

• Abigail 的 JAPH 示例 ：

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
% % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % %;
BEGIN {% % = ($ _ = " " => print "Just another Perl Hacker\n")}

虽然最后一行明确输出了 JAPH 字符串，但整个代码能作为有效的 Perl 代码解析令人惊讶。这是因为 `//` 是有效的模式匹配，`%%` 是有效的哈希名称，`**` 是有效的通配符。

2. Perl 高尔夫

Perl 高尔夫是由 Uri Guttman 发明的游戏，玩家需用尽可能少的字符解决编程问题。

• 斐波那契数列生成示例 ：
  • 最初的代码：

perl -e '$a=$b=1; while (1) {$c= $a+$b; print $c,"\n"; $a=$b; $b=$c; }'

此代码字符数较多，可通过去除多余空格和使用 `-l` 选项改进：

perl -le '$a=$b=1;while(1){$c=$a+$b;print$c;$a=$b;$b=$c;}'

字符数从较多减少到 48（`-l` 算一个字符），但仍超过预期。进一步优化，利用赋值和打印操作总是返回真值的特点：

perl -le '$a=$b=1;while(print$c=$a+$b){$a=$b;$b=$c;}'

字符数降至 43。还可去除初始的 `$a=` 和最后的分号：

perl -le '$b=1;while(print$a+$b){($a,$b)=($b,$a+$b)}'

但字符数仍为 43。换一种思路，在循环中同时生成两个项：

perl -le '$b=1;while(1){$a+=$b;print$a;$b+=$a;print$b}'

字符数增加到 45，继续优化得到对称代码：

perl -le '$b=1;print$a+=$b while print$b+=$a'

字符数为 35。再进一步：

perl -le 'print$a+=$b while print$b+=$a||1'

字符数为 33。最后使用特殊变量代替 `$b` 可再减少一个字符：

perl -le 'print$a+=$}while print$}+=$a||1'

最终字符数为 32。

• $A++ 挑战 ：
  挑战是将 $A 的值加 1，目前有 288 个参赛作品，从简单的 $A++; 到复杂的：

y ccccd x s vvchr oct oct ord uc ave x s vvucve le
s vvuc ave x s vvchr oct oct oct ord uc bve x eval

复杂代码字符数达 61。

3. Perl 诗歌

Perl 诗歌是编写具有文学价值而非实用价值的有效 Perl 程序。

• 发展历程 ：
  • 起源于 Larry 的第一个 Perl 俳句：

print STDOUT q
Just another Perl hacker,
unless $spring

但 Perl 俳句存在问题，如需要读者对音节约定达成一致。后来 Perl 诗歌趋向于抽象，通常没有韵律或音节结构。最著名的 Perl 诗歌示例是 Larry 的 Black Perl 诗歌。
- 目前 Perl 诗歌的实践呈下降趋势，部分原因是缺乏兴趣，部分原因是 Larry 努力确保 Black Perl 不能在现代版本的 Perl 上运行。不过仍有偶尔的 Perl 诗歌竞赛和在 `perlmonks.org` 诗歌页面上的投稿。

• 示例代码 ：

for(long => time) {$early && $self->went($bed);}
rand time && do {
    while ($candle--) {
        (time => $eyes->shut( )) < (time => print "Falling asleep!")
    }
};

4. 单行代码

单行代码文化与 Perl 高尔夫相关，旨在用一行 Perl 代码完成尽可能多的任务，有时采用意想不到的方式。

• 文件行数统计示例 ：
  • 使用 -n 开关和计数器：

perl -nle '$count++; END{print $count}'

- 使用 Perl 内置的行计数器 `$.`：

perl -nle 'END{print $.}'

- 专家级单行代码示例：

perl -wlpe '}{$_=$.'

• 素数测试示例 ：

perl -le '(1x shift)=~/^1?$|^(11+?)\1+$/||print"Prime"'

5. Acme 模块

CPAN 上的 Acme 命名空间用于存放不太严肃的 Perl 模块，很多模块源于 London.pm。

• Acme::Bleach ：
  • 示例程序：

use Bleach;
for my $i (1..10) {
    print "Hello! $i\n";
}

第一次运行时似乎什么都不做，但再次查看代码时，代码变为：

use Bleach;

且仍能正常运行并打印 10 次消息。其核心代码如下：

my $tie = " \t"x8;
sub whiten { local $_ = unpack "b*", pop; tr/01/\t/; s/(.{9})/$1\n/g; $tie.$_ }
sub brighten { local $_ = pop; s/^$tie|[^ \t]//g; tr/ \t/01/; pack "b*", $_ }
sub dirty { $_[0] =~ /\S/ }
sub dress { $_[0] =~ /^$tie/ }
open 0 or print "Can't rebleach'$0'\n" and exit;
(my $shirt = join "", <0>) =~ s/.*^\s*use\s+Acme::Bleach\s*;\n//sm;
local $SIG{__WARN__} = \&dirty;
do {eval brighten $shirt; exit} unless dirty $shirt && not dress $shirt;
open 0, ">$0" or print "Cannot bleach '$0'\n" and exit;
print {0} "use Acme::Bleach;\n", whiten $shirt and exit;

该模块的工作原理是将代码转换为二进制表示，再将 0 和 1 转换为不同类型的空白字符，根据代码是否已处理决定是恢复代码还是再次处理。

• Acme::Eyedrops ：
  该模块可自动混淆普通的 Perl 程序，例如对于 print "hello world\n"; ，使用以下命令：

perl -MAcme::EyeDrops=sightly -e 'print sightly("helloworld.pl")'

输出如下：

eval eval
'"'.('['^'+').('['^')').('`'|')').('`'|'.').('['^'/').('{'^'[').'\\'.'"'.
('`'|'(').('`'|'%').('`'|',').('`'|',').('`'|'/').('{'^'[').('['^',').('`'
|'/').('['^')').('`'|',').('`'|'$').'\\'.'\\'.('`'|'.').'\\'.'"'.';'.('!'^
'+').'"'

它将程序中每个字符的 ASCII 值进行编码，还能将编码后的符号排列成漂亮的形状。

• Acme::Your ：
  该模块类似于 our ，但可使用来自不同包的未限定包变量，是对源过滤器的创造性（可能甚至有用）应用。

• Acme::Chef ：
  这是 David Morgan - Mar 的 Chef 编程语言的实现，程序以食谱的形式表达，例如：

Hello World Souffle.
This recipe prints the immortal words "Hello world!", in a basically
brute force way. It also makes a lot of food for one person.
Ingredients.
72 g haricot beans
101 eggs
108 g lard
111 cups oil
32 zucchinis
119 ml water
114 g red salmon
100 g dijon mustard
33 potatoes
Method.

6. 源过滤器

源过滤器由 Paul Marquess 发明，用于在 Perl 源代码到达解析器之前进行拦截。使用 Filter::Util::Call 中的函数可将 Perl 子例程安装到输入流中。

• 使用 Filter::Simple 示例 ：

package Filter::Rot13;
use Filter::Simple;
FILTER { tr[a-z][n-za-m]; }

当代码使用 `Filter::Rot13` 时，`use` 语句之后的所有代码将通过 `FILTER` 块，将字母表旋转 13 位。许多 Acme 模块的实用性源于 `Filter::Simple`，而 `Switch` 模块可能是对源过滤器最全面的应用，它为 Perl 提供了 `switch - case` 语句的实现。

总结

Perl 编程的趣味世界充满了各种独特的玩法和技巧，从 JAPH 到 Perl 高尔夫、Perl 诗歌、单行代码，再到 Acme 模块和源过滤器，每个领域都有其独特的魅力和挑战。无论是追求代码的简洁性、创造性还是文学性，Perl 都能满足你的需求。希望通过本文的介绍，你能对 Perl 编程的这些有趣方面有更深入的了解，并在实际编程中尝试运用这些技巧。

流程图：Perl 高尔夫优化流程

graph TD;
    A[初始代码: perl -e '$a=$b=1; while (1) {$c= $a+$b; print $c,"\n"; $a=$b; $b=$c; }'] --> B[去除空格和使用 -l 选项: perl -le '$a=$b=1;while(1){$c=$a+$b;print$c;$a=$b;$b=$c;}'];
    B --> C[利用赋值和打印特性: perl -le '$a=$b=1;while(print$c=$a+$b){$a=$b;$b=$c;}'];
    C --> D[去除初始 $a= 和最后分号: perl -le '$b=1;while(print$a+$b){($a,$b)=($b,$a+$b)}'];
    D --> E[循环中生成两个项: perl -le '$b=1;while(1){$a+=$b;print$a;$b+=$a;print$b}'];
    E --> F[对称代码: perl -le '$b=1;print$a+=$b while print$b+=$a'];
    F --> G[添加逻辑或操作: perl -le 'print$a+=$b while print$b+=$a||1'];
    G --> H[使用特殊变量: perl -le 'print$a+=$}while print$}+=$a||1'];

表格：不同 JAPH 类型示例

JAPH 类型	示例代码	特点
基本编码解码型	$_ = q ;4a75737420616e6f74686572205065726c204861636b65720as;; for (s;s;s;s;s;s;s;s;s;s;s;s) {s;(..)s?;qq qprint chr 0x$1 and \161 ssq;excess;}	对 JAPH 字符串进行编码后再解码
包含字符串但输出方式不明显型	eval {die [[qq [Just another Perl Hacker]]]};; print ${${${@}}[$#{@{${@}}}]}[$#{${@{${@}}}[$#{@{${@}}}]}]	代码中明显包含 JAPH 字符串，但不清楚如何输出到标准输出
看似包含但其余部分不明型	BEGIN {$^H {q} = sub {$_ [1] =~ y/S-ZA-IK-O/q-tc-fe-m/d; $_ [1]}; $^H= 0x28100} print "Just another PYTHON hacker\n";	代码看起来可能包含 JAPH 字符串，但其余部分不清楚

探索 Perl 编程的趣味世界

6. 源过滤器（续）

源过滤器的核心在于对 Perl 源代码进行预处理，为编程带来更多的灵活性和创意。除了前面提到的 Filter::Simple 模块应用，我们还可以深入了解其工作原理和更多应用场景。

• 工作原理 ：源过滤器通过拦截输入流中的源代码，在代码到达 Perl 解析器之前进行修改。例如， Filter::Rot13 模块将字母表旋转 13 位，这实际上是在解析之前对代码进行了转换。其内部机制是利用 Filter::Util::Call 中的函数，将自定义的子例程插入到输入流的处理流程中。
• 更多应用场景 ：源过滤器不仅可以用于字符转换，还可以用于代码的优化、调试信息的插入等。例如，我们可以编写一个源过滤器，在代码中自动插入日志语句，方便调试。以下是一个简单的示例：

package Filter::Logging;
use Filter::Simple;
FILTER {
    s/^(\s*)(.*)$/$1print "Executing line: $2\n"; $&/mg;
}

当代码使用 Filter::Logging 时，每行代码执行前都会打印出相应的日志信息。

7. 不同模块的综合应用

在实际编程中，我们可以将不同的 Acme 模块和源过滤器结合使用，创造出更有趣、更实用的程序。

• Acme::Bleach 与源过滤器结合 ：我们可以在使用 Acme::Bleach 处理代码的基础上，再应用一个源过滤器对代码进行进一步的修改。例如，在代码被漂白后，使用 Filter::Rot13 对代码进行加密：

use Acme::Bleach;
use Filter::Rot13;

for my $i (1..10) {
    print "Hello! $i\n";
}

这样，代码不仅会被漂白，还会被加密，增加了代码的安全性和趣味性。
- Acme::Eyedrops 与 Perl 高尔夫结合 ：在进行 Perl 高尔夫时，我们可以使用 Acme::Eyedrops 对代码进行混淆，然后再尝试用最少的字符解决问题。例如，对于斐波那契数列生成的代码，先使用 Acme::Eyedrops 进行混淆：

perl -MAcme::EyeDrops=sightly -e 'print sightly("fibonacci.pl")'

然后对混淆后的代码进行优化，看看能否在更少的字符内实现相同的功能。

8. 总结与展望

通过对 Perl 编程中 JAPH、Perl 高尔夫、Perl 诗歌、单行代码、Acme 模块和源过滤器的探索，我们发现 Perl 是一门充满创意和乐趣的编程语言。

• 总结 ：JAPH 体现了 Perl 社区的创造力和幽默感，通过各种方式输出特定字符串，展示了 Perl 代码的多样性。Perl 高尔夫挑战了程序员用最少的字符解决问题的能力，锻炼了代码的简洁性。Perl 诗歌则将编程与文学相结合，为编程赋予了新的艺术价值。单行代码文化让我们看到了 Perl 在简洁表达方面的强大能力。Acme 模块为 Perl 编程带来了更多的趣味性和实用性，而源过滤器则为代码的预处理提供了强大的工具。
• 展望 ：未来，我们可以期待更多有趣的 Acme 模块的出现，以及源过滤器在更多领域的应用。同时，随着 Perl 社区的不断发展，JAPH、Perl 高尔夫等活动也将不断创新，为 Perl 编程带来更多的惊喜。我们也可以尝试将这些技巧应用到实际项目中，提高代码的质量和开发效率。

表格：不同模块的特点和应用场景

模块名称	特点	应用场景
Acme::Bleach	代码漂白，改变代码外观但不影响功能	代码保护、代码隐藏
Acme::Eyedrops	代码混淆，将代码转换为复杂的形式	代码加密、代码趣味性展示
Acme::Your	可使用不同包的未限定包变量	多包编程、代码复用
Acme::Chef	以食谱形式表达程序	创意编程、教学演示
Filter::Rot13	字母表旋转 13 位	代码加密、字符转换
Filter::Logging	自动插入日志语句	代码调试、信息记录

流程图：综合应用流程

graph TD;
    A[原始代码] --> B[使用 Acme::Bleach 处理]
    B --> C[使用 Filter::Rot13 加密]
    C --> D[使用 Acme::Eyedrops 混淆]
    D --> E[进行 Perl 高尔夫优化]
    E --> F[最终代码]

在 Perl 编程的趣味世界中，我们可以不断探索、创新，将各种技巧和模块结合起来，创造出更加独特、有趣的程序。希望大家在学习和使用 Perl 的过程中，能够充分体验到编程的乐趣。