Crazy J

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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, cdr and nth
  • 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.

Linear combinators
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
Duplicative combinators
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
Special
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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