Crazy J
| Paradigm(s) | functional |
|---|---|
| Designed by | User:Blashyrkh |
| Appeared in | 2025 |
| Computational class | Turing complete |
| Reference implementation | Github |
| Influenced by | Lazy K Unlambda |
| File extension(s) | .crazy |
Crazy J, designed and implemented by User:Blashyrkh in late 2025, is a crippled little brother of Lazy K. It resembles the syntax of its older brother (two of them, actually), uses the same IO model (with tiny modification), but based on different set of combinators. Which makes it slightly... different.
Instructions
Crazy J is based on non-complete IJ basis:
I = λ x . x J = λ x y z w . x y (x w z)
Nevertheless, Crazy J is proven to be Turing-complete (by implementing Cyclic tag system in it).
Syntax
Syntax of Crazy J is more strict than the one of Lazy K: it doesn't allow to mix styles. The whole program must be written either in combinator calculus style or in unlambda style, but not both.
Syntax Semantics
Program ::= CCExpr CCExpr
| ULExpr ULExpr
| "" (λ x . x)
CCExpr ::= "I" (λ x . x)
| "J" (λ xyzw . xy(xwz))
| CCExpr1 CCExpr2 ... CCExprN ((CCExpr1 CCExpr2) ... CCExprN)
| "(" CCExpr ")" CCExpr
ULExpr ::= "i" (λ x . x)
| "j" (λ xyzw . xy(xwz))
| "`" ULExpr1 ULExpr2 (ULExpr1 ULExpr2)
Whitespace is ignored. The rest of a string starting from # until the end of line is a comment and is ignored too.
Obviously, Iota and Jot styles are not applicable to Crazy J since it must remain non-complete to justify its existence.
IO model
Almost exactly as of Lazy K. To be precise:
- Input is Church list of Church numerals where each element represents single byte of input stream. Contrary to Lazy K, ASCII character 0 is represented as Church numeral 1, ASCII character 1 - as Church numeral 2, and so on. The input stream is terminated with Church value 257 infinitely repeated.
- The program is called as a function with the input list passed as a parameter.
- Result of program evaluation must be a Church list of Church numerals. First value greater than or equal to 257 marks the end of output. This value minus 257 is the program's exit code. Output list is never examined beyond EOF, and it's not just implementation detail as of Lazy K. It's essential part of Crazy J specification.
- Input is as lazy as possible: next byte is read from standard input only when it's needed to apply it to an argument.
Church numeral 0 is impossible in IJ basis, and therefore all input codes are incremented on input and decremented back before output.
Lack of K combinator
Whereas Lazy K's motto is "there's more than one way to do it", Crazy J's motto is "there's no way to do it, but we do it anyway."
To be precise:
- No constant function (known as "K combinator")
- No Church booleans
- No Church zero
- No Scott numerals
- No familiar list access primitives like
car,cdrandnth - You'll have to find IJ representation of your favorite combinators (but we can help you here: we bruteforced several common ones)
Some common combinators in IJ basis
We performed an exhaustive computer search for expressions of common combinators in IJ basis. The table will be appended by new findings since the search is still on.
| Combinator name | LC expression | Bruteforced Crazy J expression |
|---|---|---|
| T | λ x y . y x | ``jii
|
| Q1 | λ x y z . x (z y) | `ji
|
| R | λ x y z . y z x | `j``jii
|
| Q4 | λ x y z . z (y x) | ``ji``jii
|
| Q3 | λ x y z . z (x y) | ``j``ji``jiii
|
| Q2 | λ x y z . y (z x) | ```j``jii`ji`j``jii
|
| F | λ x y z . z y x | ```j``jiii`j`j``jii
|
| C | λ x y z . x z y | ```j``jii`j``jii`j``jii
|
| Q | λ x y z . y (x z) | ```j`j`j``jii```jiii`j`ji
|
| B | λ x y z . x (y z) | ```j``jii``ji``jii`j`j``jii
|
| V | λ x y z . z x y | ```j``j```jii`j`j``jii``jiiij
|
| F* | λ x y z w . x w z y | ```j``jii`j`j``jii`j``jii
|
| V* | λ x y z w . x z y w | ```j``jii`j``jii````jiji`ji
|
| C* | λ x y z w . x y w z | ```j`j``jii`j``jii``ji`j``jii
|
| G | λ x y z w . x w (y z) | ```j``jii``ji`j``jii`j`j``jii
|
| B1 | λ x y z w . x (y z w) | ````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij
|
| D (B') | λ x y z w . x y (z w) | ```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii
|
| R* | λ x y z w . x z w y | ```j`j`j``jiii```j``j```jiiij`ji`jj
|
| C' | λ x y z w . x (y w) z | ```j```j`j`j`j``jiii`j`j`j`j``jiii`jj
|
| B3 | λ x y z w . x (y (z w)) | ```j`j``jii``jji```j``ji`jii`j`j``jii
|
| Combinator name or expression | LC expression | Bruteforced Crazy J expression | Notes |
|---|---|---|---|
| BJT | λ x y z w . y x (w x z) | ```j``jii``jii``jij |
Occurs quite often during abstraction elimination |
| C(BJT)T | λ x y z . z x y x | ````j```jj``jiiii``jiji |
|
| BC(C(BJT)T) | λ x y z . y x z x | ````j`j``jii`ji```j``jjii``jiii |
|
| W | λ x y . x y y | ````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij |
|
| W' | λ x y . y x x | ```j``ji``j``jiii`j``jii``jij |
|
| M (sometimes called U) | λ x . x x | ````j`j``ji```jiiii``j```jjiiij |
|
| M2 | λ x y . x y (x y) | ````````jjji`j`j```j``j`jiii``jiiiiji |
|
| L | λ x y . x (y y) | `````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii |
|
| O | λ x y . y (x y) | ```j`j``jiii```j```j``j`jiiiiij |
|
| U | λ x y . y (x x y) | ```j`j```j``j`j```jiiiii`jii``jj`jj |
|
| λ x . x x x | `````j`j```j```jj`j``jiiii`jiiiji |
No official name, we call it XXX or X3 | |
| S | λ x y z . x z (y z) | `````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj |
|
| H | λ x y z . x y z y | ```j`j``jiii```j```j``j`jiiii`j``jiij |
|
| Y = M2L | λ x . x (Y x) | `````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii |
| Combinator name or expression | LC expression | Bruteforced Crazy J expression | Notes |
|---|---|---|---|
| Church 1 | λ f x . f x | i |
|
| Church 2 | λ f x . f (f x) | ```j``ji``j``jiii``jii``jij |
|
| Church 3 | λ f x . f (f (f x)) | ```j```j`j``ji``j``jiiiiii``j`jj``jij |
|
| Church 4 | λ f x . f (f (f (f x))) | ```j``ji```ji``j``jiiii```jjii``j`jij |
|
| ++(1) | λ n f x . f (n f x) | ``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```j``jii``ji``jii`j`j``jii |
|
| ++(2) | λ n f x . n f (f x) | ````j`j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij``ji``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii |
It's of purely historical interest, ++(1) is much shorter |
| Mx | x x | ````j```jii x ii``jii |
Version of M combinator with inlined argument |
| n+1 | λ f x . n f (f x) | `````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii n |
Version of ++(2) with inlined n argument. It is of purely historical interest since ++(1) is neither shorter nor longer.
|
Abstraction elimination rules
We worked out the following rules of abstraction elimination. Still you're free to try and reorder variables using various combinators and then use eta-reduction (examples below use this approach).
Rule 1
λ x . Fx ≡ F (if x is not used in F)
Rule 2
λ x . F(x)G ≡ JTG(λ x . F(x)) (T = λxy.yx = JII, F(x) is a function of x, G is not)
Rule 3
λ x . FG(x) ≡ JT(JIF)(JT)(λ x . G(x)) (T = JII, G(x) is a function of x, F is not)
Rule 4 (obsolete)
λ x . F(x)G(x) ≡ JTT(JT(λ x . G(x))(JT(λ x . F(x))(JTT(JIJ)))) (T = JII, F(x) and G(x) are both functions of x)
Note: this rule was worked out before we bruteforced an expression for S combinator. It's obsolete now, see rule 5.
Rule 5
λ x . F(x)G(x) ≡ S(λ x . F(x))(λ x . G(x)) (S = J(J(JJII(J(J(JII)))))I(J(JJII))JJ, F(x) and G(x) are both functions of x)
Examples
Empty output
Detailed description: Crazy J/Empty output
````j``j```jii`j`j``jii``jiiij```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```j``jii``ji``jii`j`j``jii````j```jii```j``ji```ji``j``jiiii```jjii``j`jijii``jii
This program does nothing at all!
Truth-machine
Detailed description: Crazy J/Truth-machine
```jii```j``jii`````j``jiii``j```jii``````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jii````j`j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij``ji``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```j``ji``j``jiii``jii``jiji``jii``ji``````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii````j``jii``ji``jii`j`j``jii````j``j```jii`j`j``jii``jiiij`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```j``jiii``j```jii``````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jii````j`j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij``ji``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```j``ji``j``jiii``jii``jiji`````j``jiii`j`j``jii``ji`````j`j`j``jii```jiii`j`ji````j``j```jii`j`j``jii``jiiij`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii````j```jii````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jiiii``jii````j``j```jii`j`j``jii``jiiij```j``jiii``j```jii``````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jii````j`j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij``ji``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```j``ji``j``jiii``jii``jiji``jii
Reverse input
Detailed description: Crazy J/Reverse input
```jii````````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii`````j``jii``ji``jii`j`j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij```j``jii``````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii````j```jii````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jiiii``jii``jii`ji````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii`````j``jii``ji``jii`j`j``jii```j``jii`j``jii`j``jii`````j``jii``ji``jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```j``jii`j`j``jii`j``jii`````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```j``jii`j`j``jii`j``jii````j``jii`j`j``jii`j``jii`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij`````j``jii`j``jii`j``jii`````j``jii``ji``jii`j`j``jii````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```ji````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j``jii`j`j``jii`j``jii`````j``jii``ji``jii`j`j``jii`````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`ji````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```j``j```jii`j`j``jii``jiiij````j``j```jii`j`j``jii``jiiij`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii````j```jii````j```jii```j``ji``j``jiii``jii``jijii``jiiii``jiii
Sequential tag system
Detailed description: Crazy J/Sequential tag system
`````j``jii`j``jii`j``jii``````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii```j``jii`````j`j`j``jii```jiii`j`ji```jii``jii`````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj``````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````j`j`j``jii```jiii`j`ji`ji`````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij`````j`j`j``jii```jiii`j`ji````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j`j``jii`j``jii``ji`j``jii```````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj````j`j`j``jii```jiii`j`ji`ji``````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij```j``jii`j``jii`j``jii```jii``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j``jii`j`j``jii`j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii````j``jii`j`j``jii`j``jii``````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii```ji``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````j`j`j``jii```jiii`j`ji`````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj``````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j``jii`j`j``jii`j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j``jii`j`j``jii`j``jii``````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````j`j`j``jii```jiii`j`ji```j``jii```j`j`j``jii```jiii`j`ji````j``jii`j`j``jii`j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j`j`j``jii```jiii`j`ji```j``jii``ji``jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij``````j``jii`j`j``jii`j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``j``jii````j``j```jii`j`j``jii``jiiij```````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```j``jii``ji``jii`j`j``jii````j```jii```j``ji```ji``j``jiiii```jjii``j`jijii``jii```j``jii````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj``````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j``jii`j`j``jii`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````j``jii`j`j``jii`j``jii```````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j``jii`j`j``jii`j``jii````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`````j`j`j``jii```jiii`j`ji````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````j`j`j``jii```jiii`j`ji``jii````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij````j``jii`j``jii`j``jii``````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij``````j``jii`j`j``jii`j``jii`````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii```j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii```````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii`````j`j`j``jii```jiii`j`ji````````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```j``jiii`j`j``jii```j``jii``ji``jii`j`j``jii````j``j```jii`j`j``jii``jiiij``````j``ji``j`j``jiii`j``jii`jij`````j``jiii`j`j``jii``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```j``jii``ji``jii`j`j``jii```j``ji``j``jiii``jii``jij```j```j`j``ji``j``jiiiiii``j`jj``jij```````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii````j`j`j``jii```jiii`j`ji``````j``jii`j`j``jii`j``jii`````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij``````j`j`j``jii```jiii`j`ji```j```j`j``ji``j``jiiiiii``j`jj``jij``````j`j```j```jj`j``jiiii`jiiiji```j``ji``j``jiii``jii``jij``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj```j``jii``ji``jii`j`j``jii```j``ji``j``jiii``jii``jiji````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```j``j```jii`j`j``jii``jiiij```j``jii`j`j``jii`j``jii```j``jii`j`j``jii`j``jiii`````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij`ji``````j``j`j`j```j``j`jiii``jiii``jiiji`````j`j`j`j``jiii``jiji``j`jii`````j`j`j``jii```jiii`j`ji```````jj`j``jiiij```j``ji`jii`j`j``jii`````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj````j```jj``j```jiiii`j``jiiiij```````j```jii`j`j`j`j``jii``jijiii`jj```j``jiii`j`j``jii``````j`j````jjii`j`j``jiii`j```jjiijj`````j`j`j``jii```jiii`j`ji````j``jii`j``jii`j``jii````j`j``jii``ji``jii``ji`j`j``jii````j`j`j``jiii```j``j```jiiij`ji`jj```j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Cyclic tag system
Detailed description: Crazy J/Cyclic tag system
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