國際C語言混亂代碼大賽作品分析！

今天QQ好友，咕嘟咕嘟給我發來了一段C代碼

#include <stdio.h>
main(t,_,a)char *a;{return!0<t?t<3?
main(-79,-13,a+main(-87,1-_,main(-86,0,a+1)+a)):1,t<_?main(t+1,_,a):3,main(-94,-27+t,a)&&t==2?_<13?
main(2,_+1,"%s %d %d\n"):9:16:t<0?t<-72?
main(_,t,"@n'+,#'/*{}w+/w#cdnr/+,{}r/*de}+,/*{*+,/w{%+,/w#q#n+,/#{l+,/n{n+,/+#n+,/#;#q#n+,/+k#;*+,/'r :'d*'3,}{w+K w'K:'+}e#';dq#'l q#'+d'K#!/+k#;q#'r}eKK#}w'r}eKK{nl]'/#;#q#n'){)#}w'){){nl]'/+#n';d}rw' i;# ){nl]!/n{n#'; r{#w'r nc{nl]'/#{l,+'K {rw' iK{;[{nl]'/w#q#n'wk nw' iwk{KK{nl]!/w{%'l##w#' i; :{nl]'/*{q#'ld;r'}{nlwb!/*de}'c ;;{nl'-{}rw]'/+,}##'*}#nc,',#nw]'/+kd'+e}+;#'rdq#w! nr'/ ') }+}{rl#'{n' ')# }'+}##(!!/")
:t<-50?_==*a?putchar(31[a]):main(-65,_,a+1):main((*a=='/')+t,_,a+1)
:0<t?main(2,2,"%s"):*a=='/'||main(0,main(-61,*a,
"!ek;dc i@bK'(q)-[w]*%n+r3#l,{}:\nuwloca-O;m .vpbks,fxntdCeghiry"),a+1);}

咋眼一看，我都暈了。哪來那麼多main函數。後來才知道，有兩個是被宏定義了的，早期的編譯器支援這樣的動詞。當然這是咕嘟咕嘟告訴我的。

以下是原文  轉載至http://blog.chinaunix.net/u1/43436/

這兩天閑來無事，重新讀《C專家編程》一書，再次看到裡面提到的國際C語言混亂代碼大賽，突然對那些代碼來了興緻，決定分析一番，而書中那個BASIC解譯器程式，我認為從原理上說太複雜了（起碼要理解如何解釋BASIC語言吧？），更不用說從混亂的程式碼分析了！我記得以前在網上看過另一個大賽作品，程式列印一首英文歌曲的歌詞，想想原理應該比這個簡單，所以GOOGLE了一下，找到它了：

#include <stdio.h>
main(t,_,a)char *a;{return!0<t?t<3?
main(-79,-13,a+main(-87,1-_,main(-86,0,a+1)+a)):1,t<_?main(t+1,_,a):3,main(-94,-27+t,a)&&t==2?_<13?
main(2,_+1,"%s %d %d\n"):9:16:t<0?t<-72?
main(_,t,"@n'+,#'/*{}w+/w#cdnr/+,{}r/*de}+,/*{*+,/w{%+,/w#q#n+,/#{l+,/n{n+,/+#n+,/#;#q#n+,/+k#;*+,/'r :'d*'3,}{w+K w'K:'+}e#';dq#'l q#'+d'K#!/+k#;q#'r}eKK#}w'r}eKK{nl]'/#;#q#n'){)#}w'){){nl]'/+#n';d}rw' i;# ){nl]!/n{n#'; r{#w'r nc{nl]'/#{l,+'K {rw' iK{;[{nl]'/w#q#n'wk nw' iwk{KK{nl]!/w{%'l##w#' i; :{nl]'/*{q#'ld;r'}{nlwb!/*de}'c ;;{nl'-{}rw]'/+,}##'*}#nc,',#nw]'/+kd'+e}+;#'rdq#w! nr'/ ') }+}{rl#'{n' ')# }'+}##(!!/")
:t<-50?_==*a?putchar(31[a]):main(-65,_,a+1):main((*a=='/')+t,_,a+1)
:0<t?main(2,2,"%s"):*a=='/'||main(0,main(-61,*a,
"!ek;dc i@bK'(q)-[w]*%n+r3#l,{}:\nuwloca-O;m .vpbks,fxntdCeghiry"),a+1);}

怎麼樣？乍一看蠻嚇人的吧？我們今天就分析它啦！可能有人要說，分析這種程式根本沒有意義，那我冒昧借用Linus的一句名言“Just for fun”！只當是沒事了自我娛樂而已吧！:-)

如果你有一個支援文法高亮的編輯器，立刻可以看到，程式中有一大段字串，我們知道，被雙引號括起來的字串裡的內容是不會解釋成代碼語句的（逸出字元就算了吧），那我們第一步就是把這些字串提取出來，現在代碼看起來是這樣的：

#include <stdio.h>
main(t,_,a)
char *a;
{

char * STRA="%s %d %d\n";
char * STRB="@n'+,#'/*{}w+/w#cdnr/+,{}r/*de}+,/*{*+,/w{%+,/w#q#n+,/#{l+,/n{n+,/+#n+,/#;#q#n+,/+k#;*+,/'r :'d*'3,}{w+K w'K:'+}e#';dq#'l q#'+d'K#!/+k#;q#'r}eKK#}w'r}eKK{nl]'/#;#q#n'){)#}w'){){nl]'/+#n';d}rw' i;# ){nl]!/n{n#'; r{#w'r nc{nl]'/#{l,+'K {rw' iK{;[{nl]'/w#q#n'wk nw' iwk{KK{nl]!/w{%'l##w#' i; :{nl]'/*{q#'ld;r'}{nlwb!/*de}'c ;;{nl'-{}rw]'/+,}##'*}#nc,',#nw]'/+kd'+e}+;#'rdq#w! nr'/ ') }+}{rl#'{n' ')# }'+}##(!!/";
char * STRC="%s";
char * STRD="!ek;dc i@bK'(q)-[w]*%n+r3#l,{}:\nuwloca-O;m .vpbks,fxntdCeghiry";

return

!0<t?t<3?main(-79,-13,a+main(-87,1-_,main(-86,0,a+1)+a))
:1,t<_?main(t+1,_,a):3,main(-94,-27+t,a)&&t==2?_<13?
main(2,_+1,STRA):9:16:t<0?t<-72?main(_,t,STRB)
:t<-50?_==*a?putchar(31[a]):main(-65,_,a+1):main((*a=='/')+t,_,a+1)
:0<t?main(2,2,STRC):*a=='/'||main(0,main(-61,*a,STRD),a+1);

}
怎麼樣？代碼是不是一下子清晰了很多？好，我們繼續觀察：在抽取了字串後，我們發現程式的實際語句只有一個return（如果覺得不可思議你可以搜尋一下";" C語言一個分號對應一條語句嘛，可以發現，除了字串中的內容，的確只有一個分號）。然後我們又發現，語句裡有很多"?"和":"，這是什嗎？對了，是三目運算子，而C語言中三目運算子的優先順序基本上是最低的（除了賦值和逗號運算子之外，再次搜尋代碼部分，發現根本沒有指派陳述式，而逗號運算子只有兩個），我們把'?'':'','當作分隔字元，任意兩個分隔字元直接的內容都用大寫字母代替，那麼程式可以變成這樣：

#include <stdio.h>

#define A !0<t
#define B t<3
#define C main(-79,-13,a+main(-87,1-_,main(-86,0,a+1)+a))
#define D1 1
#define D2 t<_
#define E main(t+1,_,a)
#define F1 3
#define F2 main(-94,-27+t,a)&&t==2
#define G _<13
#define H main(2,_+1,STRA)
#define I 9
#define J 16
#define K t<0
#define L t<-72
#define M main(_,t,STRB)
#define N t<-50
#define O _==*a
#define P putchar(31[a])
#define Q main(-65,_,a+1)
#define R main((*a=='/')+t,_,a+1)
#define S 0<t
#define T main(2,2,STRC)
#define U *a=='/'||main(0,main(-61,*a,STRD),a+1)

main(t,_,a)
char *a;
{

char * STRA="%s %d %d\n";
char * STRB="@n'+,#'/*{}w+/w#cdnr/+,{}r/*de}+,/*{*+,/w{%+,/w#q#n+,/#{l+,/n{n+,/+#n+,/#;#q#n+,/+k#;*+,/'r :'d*'3,}{w+K w'K:'+}e#';dq#'l q#'+d'K#!/+k#;q#'r}eKK#}w'r}eKK{nl]'/#;#q#n'){)#}w'){){nl]'/+#n';d}rw' i;# ){nl]!/n{n#'; r{#w'r nc{nl]'/#{l,+'K {rw' iK{;[{nl]'/w#q#n'wk nw' iwk{KK{nl]!/w{%'l##w#' i; :{nl]'/*{q#'ld;r'}{nlwb!/*de}'c ;;{nl'-{}rw]'/+,}##'*}#nc,',#nw]'/+kd'+e}+;#'rdq#w! nr'/ ') }+}{rl#'{n' ')# }'+}##(!!/";
char * STRC="%s";
char * STRD="!ek;dc i@bK'(q)-[w]*%n+r3#l,{}:\nuwloca-O;m .vpbks,fxntdCeghiry";

return
A ? B ? C : D1 , D2 ? E : F1 , F2 ? G ? H : I : J : K ? L ? M : N ? O ? P : Q : R : S ? T : U ;
}

替換的到底正確與否呢？編譯，通過，運行，和原來相同！說明替換成功！
下面的重點就是分析A ? B ? C : D1 , D2 ? E : F1 , F2 ? G ? H : I : J : K ? L ? M : N ? O ? P : Q : R : S ? T : U ;這個語句。
我們需要複習一下運算子的優先順序和結合性的知識：
不同運算子之間按優先順序識別，相同優先順序的運算子直接按結合性識別，而"?:"運算子的結合性是從右向左的，那麼我們可以類比編譯器讀入此語句的方式得到：
A
A ?
A ? B
A ? (B ?
A ? (B ? C
A ? (B ? C :
A ? (B ? C : D1)
A ? (B ? C : D1) ,
A ? (B ? C : D1) , D2
A ? (B ? C : D1) , (D2 :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) ,
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , F2
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? G
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : K
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? L
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : N)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? O
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R))
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : S)
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : (S ?
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : (S ? T
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : (S ? T :
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : (S ? T : U))
A ? (B ? C : D1) , (D2 : E : F1) , (F2 ? (G ? H : I) : J) : (K ? (L ? M : (N ? (O ? P : Q) : R)) : (S ? T : U));
為了便於觀察，我們簡寫出最終識別結果：
return A ? (B?C:D1),(D2?E:F1),(F2?(G?H:I):J)) : (K?(L?M:(N?(O?P:Q):R)):(S?T:U))；

現在整個程式除了宏定義，字串聲明，函數頭之外就只剩下這一句有效代碼了！
再次驗證我們分析的結果：編譯，運行...與原程式完全相同。

下面我們開始分析具體的語句：

A                   // !0<t 為假 ，故然後執行 (K(LM(N(OPQ)R))(STU))
K                   // t<0 為假 ，故然後執行 (STU)
S                   // 0<t   為真，故執行 T
T                   // main(2,2,"%s")遞迴調用自身，運算式的值為函數傳回值，現在無法確定，
//進入main(2,2,"%s") 將此處標記為一號位置
A                   // 1<2 為真，故執行 (B?C:D1),(D2?E:F1),(F2?(G?H:I):J)) 這是一個逗號運算式，執行次序是從左向右依次求值，
                  // 最終取值卻是最後一個逗號運算式的值，即 (F2?(G?H:I):J))的值，雖然前面的運算式的值並不被引用，但仍然要執行
//故先進入 (B?C:D1) 將此處標記為二號位置
B                   //   t<3 為真，故執行
C                   //   main(-79,-13,a+main(-87,1-_,main(-86,0,a+1)+a)),首先，這裡再次遞迴調用自身，運算式的值為函數傳回值，現在無法確定，將此處標記為三號位置
                  //其次，在遞迴調用的同時，傳遞參數分別又調用兩次自身，而C語言的函數參數是從右向左入堆棧，所以先調用 main(-86,0,a+1)
//下面進入main(-86,0,a+1) 將此處標記為四號位置
A                   //   1<-86為假
K                   //   -86<0為真
L                   // -86<-72為真
M                   // 調用 main(_,t,STRB)，即main(0,-86,STRB)
//進入 main(0,-86,STRB)   將此處標記為五號位置
A                   // 1<0為假
K                   // 0<0為假
S                   // 0<0為假
U                   // *a此時為'@',故為假，那麼繼續判斷 main(0,main(-61,*a,STRD),a+1)，此過程又將進入 main(-61,*a,STRD)
//進入main(-61,*a,STRD)，即使 main(-61,'n',STRD) 注意參數的運算順序，先調用了a+1，然後才調用此函數，經過此函數，a已經指向STRD了
A                   // 1<-61為假
K                   //   -61<0為真
L                   // -61<-72為假，那麼繼續 (N(OPQ)R)
N                   // -61<-50 為真，那麼繼續 (OPQ)
O                   // 變數'_'此時的值為'n',而*a為'!',故為假
Q                   //   調用main(-65,_,a+1)       
//進入main(-65,_,a+1)，即main(-65,'@','e') ,
A                   // 1<-65為假
K                   // -65<0為真
L                   // -65<-72為假
N                   // -65<-50為真
O                   // 為假
Q                   //調用 main(-65,_,a+1)
//進入main(-65,_,a+1)，即main(-65,'@','k'),這裡可以看到,每調用一次Q，a指標向後移動一次，直到a指向STRD中的@
//中間過程不用再重複了，我們直接考慮當a指向STRD中的@時的情況：
A                   //
K                   //
L                   //
N                   //
O                   // 此時終於為真，那麼調用P
P                   // putchar(31[a]);這是什麼意思呢？其實數組在編譯的過程是轉換為指標運算的，31[a]也就相當於a[31] ，而a此時所指的
                      //位置是STRD中的'@',相當於a[0],那麼，a[31]就是 'O',到這裡終於該從層層的遞迴中返回了，那麼，傳回值是什麼呢？
                      //傳回值就是這裡最後的運算式P的值，也就是putchar()函數的傳回值，它返回什麼呢？返回輸出的字元的ASCII碼，也就是79
//一層層返回，每次傳回值都是79，那麼這個79最終到達哪裡了呢？ 對，返回到五號位置的U語句了
//那我們繼續 main(0,-86,STRB) 的U語句：
U                   //   main(0,main(-61,*a,STRD),a+1)即可變成   main(0,79,'n')，很不幸，我們需要繼續判斷這個函數的傳回值，這裡標記為五號位置
//進入 main(0,79,'n')
A                   // 1<0為假
K                   // 0<0為假
S                   // 0<0 為假
U                   // 非常不幸，又是U ! 這個時候參數a是多少呢?對了，a 的值其實在上面已經計算並且入棧了，所以還是'n'
                      // 還是不等於'/' ,那麼，還要重複上面的過程！其實我們已經可以找到點規律了：
                      // 這次進入main(-61,*a,STRD)函數又會輸出什麼呢？ 可以看出，傳遞進去的參數a又重新指向STRD的首地址了，
                      // 這次是一直迴圈到等a指向 'n'的時候，再次後移31位並輸出，我們可以算出，這次應該輸出 'n',並返回'n'的ASCII碼110
其實，分析到這裡我們就可以大概瞭解整個代碼的運行過程了，可以看到，程式中輸出語句只有一個putchar()，然而，用./a.out | wc統計得到，該程式
一共輸出字元數是2358個！！！那麼可以想到，要輸出完這些字元，函數至少遞迴了2358次！（其實不止這個數）考慮到分析該程式的目的“just for fun”，
我們就到此為至了吧！

經過分析，我們不由得不佩服這段代碼的作者，雖說這樣的代碼風格是絕對不提倡的，但能設計出這樣的代碼，不能不說是種“強悍”！