Algoritmo de Trabb Pardo-Knuth

O algoritmo de Trabb Pardo-Knuth, também conhecido como algoritmo TPK, é um programa introduzido por Donald Knuth e Luis Trabb Pardo para ilustrar a evolução das linguagens de programação.^[1][2][3] Em seu trabalho de 1977 "The Early Development of Programming Languages", Trabb Pardo e Knuth introduziram um programa simples que envolvia arrays, índices, funções matemáticas, sub-rotinas, Entrada/saída, condicionais e iteração. Eles então escreveram implementações do algoritmo em algumas linguagens da época para demonstrar como tais conceitos eram expressados.^[1][2]

O programa Olá Mundo tem sido usado para o mesmo propósito.^[4]

peça por 11 números para serem lidos em uma sequência A
para cada item na sequência A, do último ao primeiro
   faça uma operação
   se o resultado ultrapassar o limite
      alertar usuário
   senão
      imprimir resultado

O algoritmo lê onze números de um dispositivo de entrada, armazena-os em um array, e então os processa em ordem reversa, aplicando uma dada função para cada valor e reportando o valor da função ou uma mensagem para caso de o valor exceder algum limite pré-definido.^[3]

Ver artigo principal: ALGOL

TPK: begin integer i; real y; real array a[0:10];
   real procedure f(t); real t; value t;
      f := sqrt(abs(t)) + 5 × t ↑ 3;
   for i := 0 step 1 until 10 do read(a[i]);
   for i := 10 step -1 until 0 do
   begin y := f(a[i]);
      if y > 400 then write(i, "TOO LARGE")
                 else write(i, y);
   end
end TPK.

O problema com a função especificada é que o termo 5 * t ^ 3 dá transbordamento praticamente em todas as linguagens para números negativos muito grandes.

Ver artigo principal: C (linguagem de programação)

#include <math.h>
#include <stdio.h>

double f(double t)
{
    return sqrt(fabs(t)) + 5 * pow(t, 3);
}

int main(void)
{
    double a[11] = {0}, y;
    for (int i = 0; i < 11; i++)
        scanf("%lf", &a[i]);

    for (int i = 10; i >= 0; i--) {
        y = f(a[i]);
        if (y > 400)
            printf("%d TOO LARGE\n", i);
        else
            printf("%d %.16g\n", i, y);
    }
}

Ver artigo principal: Python

from math import sqrt


def f(t):
    return sqrt(abs(t)) + 5 * t**3


a = [float(input()) for _ in range(11)]
for i, t in reversed(list(enumerate(a))):
    y = f(t)
    print(i, "TOO LARGE" if y > 400 else y)

Ponto flutuante em Python na maioria das plataformas é IEEE 754, que pode retornar valores "nan" e "inf", ou lançar uma exceção.

Ver artigo principal: Rust (linguagem de programação)

use std::{io, iter::zip};

fn f(t: f64) -> Option<f64> {
    let y = t.abs().sqrt() + 5.0 * t.powi(3);
    (y <= 400.0).then_some(y)
}

fn main() {
    let mut a = [0f64; 11];
    for (t, input) in zip(&mut a, io::stdin().lines()) {
        *t = input.unwrap().parse().unwrap();
    }

    a.iter().enumerate().rev().for_each(|(i, &t)| match f(t) {
        None => println!("{i} TOO LARGE"),
        Some(y) => println!("{i} {y}"),
    });
}

Rust lida com transbordamento numérico retornando f64::NAN.

• Algoritmo
• Programa Olá Mundo

Referências

• Donald Ervin Knuth (2003). Selected Papers on Computer Languages (em inglês). Califórnia: CSLI Publications. 594 páginas. ISBN 9781575863825 

• «Implementação do algoritmo em várias linguagens» (em inglês)