コードゴルフ:4 は魔法です

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/3230978

質問

パズル

高校生の頃に聞いたちょっとした謎はこんな感じでした…

  • 質問者は私に番号を教えてほしいと言うでしょう。
  • その数字を聞くと、質問者はその数字に対してある種の変換を繰り返し実行します (たとえば、次のように言うかもしれません) 10は3です）最終的に数字 4 に到達するまで（その時点で彼は次のように終了します） 4は魔法です).
  • どんな数字でも、最終的には 4 に変換できるようです。

目標は、変換関数を理解して、このパズルを自分で確実に解くことができるようにすることでした。

ソリューション

任意のステップでの変換関数は次のとおりです。

  • 問題の番号を取り出して、
  • ハイフン、スペース、または「and」を無視して、英語の単語表現に含まれる文字の数を数えます (例: 「ten」には 3 文字が含まれ、「thirty-four」には 10 文字が含まれ、「one handy-forty-three」は含まれます) 20文字が入っています）。
  • その文字数を返します。

私がこれまでにテストしたすべての数値について、これは 4 に収束します。「four」にも 4 つの文字が含まれているため、ここで無限ループが発生します。代わりに、単に次のように呼ばれます 魔法 慣例により、シーケンスを終了します。

チャレンジ

あなたの課題は、ユーザーから数値を読み取り、「4 は魔法」に達するまで繰り返し適用される変換関数を示す行を出力するコードを作成することです。

具体的には：

  1. ソリューションはそれ自体が完全なプログラムである必要があります。これらは、単に入力に数値要素を取り込む関数であることはできません。
  2. 入力は標準入力から読み取る必要があります。(標準入力からも送信されるため、「echo」からパイプするか、入力リダイレクトを使用しても問題ありません)
  3. 入力は数値形式である必要があります。
  4. 変換関数を適用するたびに、次の行が出力される必要があります。 a is b., ここで、a と b は、変換における数値の数値形式です。
  5. 句点 (ピリオド) は必須です。
  6. 最後の行は当然次のようになります。 4 is magic..
  7. コードは、次のすべての数値に対して正しい出力を生成する必要があります。 0～99.

例:

> 4
4 is magic.

> 12
12 is 6.
6 is 3.
3 is 5.
5 is 4.
4 is magic.

> 42
42 is 8.
8 is 5.
5 is 4.
4 is magic.

> 0
0 is 4.
4 is magic.

> 99
99 is 10.
10 is 3.
3 is 5.
5 is 4.
4 is magic.

勝者は、 ソースコードの文字数による最短提出 それもまた 正しい.

ボーナス

変換関数の各アプリケーションで数値の英語名を出力するバージョンのコードを作成してみることもできます。元の入力は数値のままですが、出力行は数値の単語形式になる必要があります。

(コードで図形を描画すると 2 倍のボーナス)

（編集） いくつかの説明:

  1. 該当するすべての場合に、その単語が両側に表示されるようにしたいと考えています。 Nine is four. Four is magic.
  2. ただし、大文字小文字は気にしません。そして、単語トークンをどのように分離するかは気にしませんが、単語トークンは分離する必要があります。 ninety-nine 大丈夫、 ninety nine 大丈夫、 ninetynine 大丈夫ではありません。

私はこれらをチャレンジに関するボーナス競争のための別のカテゴリとして検討しているので、これを選択する場合は、コードが数値バージョンよりも長いことを心配する必要はありません。

バージョンごとに 1 つのソリューションを自由に送信してください。

役に立ちましたか？

解決

ゴルフスクリプト - 101 96 93 92 91 90 94 86バイト

90 → 94:10 の倍数の出力を修正しました。
94 → 86:再構築されたコード。基数 100 を使用して印刷不可能な文字を削除します。
86 → 85:文字列へのキャストが短くなります。

{n+~."+#,#6$DWOXB79Bd")base`1/10/~{~2${~1$+}%(;+~}%++=" is "\".
"1$4$4-}do;;;"magic."

他のヒント

Perl、約147 ch 2

白金Azureの解決策に基づく：

               chop
              ($_.=
              <>);@
             u="433
            5443554
           366  887
          798   866
         555    766
        "=~     /\d
       /gx      ;#4
      sub       r{4
     -$_        ?$_
    <20         ?$u
   [$_          ]:(
  $'?           $u[
 $']            :0)
+$u[18+$&]:magic}print"
$_ is ",$_=r(),'.'while
                /\d
                /x;
                444
.

一般的なLisp 157文字

新しいより適合版、今度は標準入力とスペースとハイフンを無視しています：

(labels((g (x)(if(= x 4)(princ"4 is magic.")(let((n(length(remove-if(lambda(x)(find x" -"))(format nil"~r"x)))))(format t"~a is ~a.~%"x n)(g n)))))(g(read)))
.

人間が読める形式：

 (labels ((g (x)
           (if (= x 4)
            (princ "4 is magic.")
            (let ((n (length (remove-if (lambda(x) (find x " -"))
                                        (format nil "~r" x)))))
               (format t"~a is ~a.~%" x n)
               (g n)))))
    (g (read)))
.

といくつかのテスト実行：

>24
24 is 10.
10 is 3.
3 is 5.
5 is 4.
4 is magic.

>23152436
23152436 is 64.
64 is 9.
9 is 4.
4 is magic.
.

とボーナス版、165文字：

 (labels((g(x)(if(= x 4)(princ"four is magic.")(let*((f(format nil"~r"x))(n(length(remove-if(lambda(x)(find x" -"))f))))(format t"~a is ~r.~%"f n)(g n)))))(g(read)))
.

を与える 
>24
twenty-four is ten.
ten is three.
three is five.
five is four.
four is magic.

>234235
two hundred thirty-four thousand two hundred thirty-five is forty-eight.
forty-eight is ten.
ten is three.
three is five.
five is four.
four is magic.
.

Python 2.x、144 150 154 166 chars

これは数値を数十と合計して上昇させる。a and b or cが0の場合、cが返されている疑似三成分演算子bの望ましい特性。

n=input()
x=0x4d2d0f47815890bd2
while n-4:p=n<20and x/10**n%10or 44378/4**(n/10-2)%4+x/10**(n%10)%10+4;print n,"is %d."%p;n=p
print"4 is magic."
.

前のナイーブバージョン（150文字）。すべての長さを整数としてエンコードします。

n=input()
while n-4:p=3+int('1yrof7i9b1lsi207bozyzg2m7sclycst0zsczde5oks6zt8pedmnup5omwfx56b29',36)/10**n%10;print n,"is %d."%p;n=p
print"4 is magic."
.

C - 数字の単語を含む

445 431 427 421 399 386 371 359* 356 354† 348 347文字

それでおしまい。これ以上短くすることはできないと思います。

すべての改行は読みやすくするためのものであり、削除できます。

i;P(x){char*p=",one,two,three,four,five,six,sM,eight,nine,tL,elM,twelve,NP,4P,
fifP,6P,7P,8O,9P,twLQ,NQ,forQ,fifQ,6Q,7Q,8y,9Q,en,evL,thir,eL,tO,ty, is ,.\n,
4RmagicS,zero,";while(x--)if(*++p-44&&!x++)*p>95|*p<48?putchar(*p),++i:P(*p-48);
}main(c){for(scanf("%d",&c);c+(i=-4);P(34),P(c=i),P(35))P(c?c>19?P(c/10+18),
(c%=10)&&putchar(45):0,c:37);P(36);}

以下は、多少縮小されていませんが、それでもかなり読みにくいです。より読みやすいバージョンについては、以下を参照してください。

i;
P(x){
    char*p=",one,two,three,four,five,six,sM,eight,nine,tL,elM,twelve,NP,4P,fifP,6P,7P,8O,9P,twLQ,NQ,forQ,fifQ,6Q,7Q,8y,9Q,en,evL,thir,eL,tO,ty, is ,.\n,4RmagicS,zero,";
    while(x--)
        if(*++p-44&&!x++)
            *p>95|*p<48?putchar(*p),++i:P(*p-48);
}
main(c){
    for(scanf("%d",&c);c+(i=-4);P(34),P(c=i),P(35))
        P(c?
            c>19?
                P(c/10+18),
                (c%=10)&&
                    putchar(45)
            :0,
            c
        :37);
    P(36);
}

展開してコメントを追加しました:

int count; /* type int is assumed in the minified version */

void print(int index){ /* the minified version assumes a return type of int, but it's ignored */
    /* see explanation of this string after code */
    char *word =
        /* 1 - 9 */
        ",one,two,three,four,five,six,sM,eight,nine,"
        /* 10 - 19 */
        "tL,elM,twelve,NP,4P,fifP,6P,7P,8O,9P,"
        /* 20 - 90, by tens */
        "twLQ,NQ,forQ,fifQ,6Q,7Q,8y,9Q,"
        /* lookup table */
        "en,evL,thir,eL,tO,ty, is ,.\n,4RmagicS,zero,";

    while(index >= 0){
        if(*word == ',')
            index--;
        else if(index == 0) /* we found the right word */
            if(*word >= '0' && *word < 'a') /* a compression marker */
                print(*word - '0'/*convert to a number*/);
            else{
                putchar(*word); /* write the letter to the output */
                ++count;
            }
        ++word;
    }
}
int main(int argc, char **argv){ /* see note about this after code */
    scanf("%d", &argc); /* parse user input to an integer */

    while(argc != 4){
        count = 0;
        if(argc == 0)
            print(37/*index of "zero"*/);
        else{
            if(argc > 19){
                print(argc / 10/*high digit*/ + 20/*offset of "twenty"*/ - 2/*20 / 10*/);
                argc %= 10; /* get low digit */

                if(argc != 0) /* we need a hyphen before the low digit */
                    putchar('-');
            }
            print(argc/* if 0, then nothing is printed or counted */);
        }
        argc = count;
        print(34/*" is "*/);
        print(argc); /* print count as word */
        print(35/*".\n"*/);
    }
    print(36/*"four is magic.\n"*/);
}

先頭付近のエンコード文字列について

数値の名前は、非常に単純なスキームを使用して圧縮されます。頻繁に使用される部分文字列は、name 配列内の 1 文字のインデックスに置き換えられます。最初のセットで全体が使用されていない部分文字列の最後に、追加の名前エントリの「ルックアップ テーブル」が追加されます。ルックアップは再帰的です。エントリは他のエントリを参照できます。

たとえば、11 の圧縮名は次のようになります。 elM. 。の print() 関数は文字を出力します e そして l (数字の「1」ではなく、小文字の「L」) そのままですが、その後、 M, したがって、ルックアップ テーブルの 29 番目のエントリ (ASCII 'M' - ASCII '0') のインデックスを使用して自分自身を呼び出します。この文字列は evL, 、つまり出力されます e そして v, 、次に、ルックアップ テーブルの 28 番目のエントリのインデックスを使用して自分自身を再度呼び出します。 en, 、そのまま出力されます。これは便利なので、 en にも使用されています eL のために een (後に使用 eight で eighteen)で使用されます。 tO のために teen (1 つおきに使用 -teen 名前）。

このスキームにより、数値名がかなり大幅に圧縮されますが、解凍に必要なコードは少量だけです。

文字列の先頭と末尾にあるカンマは、この文字列内で部分文字列を見つける簡単な方法を示しています。ここで 2 文字を追加すると、後でさらに文字を保存できます。

の虐待について main()

argv が無視されると (したがって、圧縮バージョンでは宣言されません)、argc の値は無視されますが、ストレージは現在の数値を保持するために再利用されます。これにより、追加の変数を宣言する必要がなくなりました。

欠品については、 #include

省略すると文句を言う人もいるでしょう #include <stdio.h> 不正行為をしています。全くそんなことはありません。与えられたものは完全に合法な C プログラムであり、私が知っているどの C コンパイラでも正しくコンパイルできます (警告はありますが)。stdio 関数のプロトタイプが欠如しているため、コンパイラはこれらの関数が次の値を返す cdecl 関数であると想定します。 int, そして、どの引数を渡すべきかを知っていると信頼するでしょう。いずれにせよ、このプログラムでは戻り値は無視され、それらはすべて cdecl (「C」呼び出し規約) 関数であり、どの引数を渡すべきかは確かにわかっています。

出力

出力は期待どおりです:

0
zero is four.
four is magic.

1
one is three.
three is five.
five is four.
four is magic.

4
four is magic.

20
twenty is six.
six is three.
three is five.
five is four.
four is magic.

21
twenty-one is nine.
nine is four.
four is magic.

* 以前のバージョンでは、仕様の 2 つの部分でマークが外れていました。ゼロを処理せず、標準入力ではなくコマンドラインで入力を受け取りました。ゼロを処理すると文字が追加されましたが、コマンド ライン引数の代わりに stdin を使用したり、その他のいくつかの最適化により同じ数の文字が保存され、ウォッシュが発生しました。

† 要件が変更され、数字の単語が「 is 」の両側に印刷される必要があることが明確になりました。この新しいバージョンはその要件を満たしており、必要な追加サイズを考慮してさらにいくつかの最適化を実装しています。

J、107 112 

'4 is magic.',~}:('.',~":@{.,' is ',":@{:)"1]2&{.\.
(]{&(#.100 4$,#:3 u:ucp'䌵䐵吶梇禈榛ꪛ멩鮪鮺墊馊꥘誙誩墊馊ꥺ겻곋榛ꪛ멩鮪鮺'))^:a:
.

（読みやすさのみのための改行）

使用率と出力：

    '4 is magic.',~}:('.',~":@{.,' is ',":@{:)"1]2&{.\.(]{&(#.100 4$,#:3 u:ucp'䌵䐵吶梇禈榛ꪛ멩鮪鮺墊馊꥘誙誩墊馊ꥺ겻곋榛ꪛ멩鮪鮺'))^:a:12
12 is 6.    
6 is 3.     
3 is 5.     
5 is 4.     
4 is magic.
.

T-SQL、413 chars 

CREATE FUNCTION d(@N int) RETURNS int AS BEGIN
Declare @l char(50), @s char(50)
Select @l='0066555766',@s='03354435543668877987'
if @N<20 return 0+substring(@s,@N+1,1) return 0+substring(@l,(@N/10)+1,1) + 0+(substring(@s,@N%10+1,1))END
GO
CREATE proc M(@x int) as BEGIN
WITH r(p,n)AS(SELECT p=@x,n=dbo.d(@x) UNION ALL SELECT p=n,n=dbo.d(n) FROM r where n<>4)Select p,'is',n,'.' from r print '4 is magic.'END
.

（私はこれをすることを真剣に示唆しているのではありません...本当に私はちょうど私はちょうどCTEを書いたかった）

使用する：

M 95
.

を返します 
p                n
----------- ---- -----------
95          is   10.
10          is   3.
3           is   5.
5           is   4.
4 is magic.
.

Java (with boilerplate), 308 290 286 282 280 characters

class A{public static void main(String[]a){int i=4,j=0;for(;;)System.out.printf("%d is %s.%n",i=i==4?new java.util.Scanner(System.in).nextInt():j,i!=4?j="43354435543668877988699;::9;;:699;::9;;:588:998::9588:998::9588:998::97::<;;:<<;699;::9;;:699;::9;;:".charAt(i)-48:"magic");}}

I'm sure Groovy would get rid of much of that.

Explanation and formatting (all comments, newlines and leading/trailing whitespace removed in count):

Reasonably straight forward, but

//boilerplate
class A{
   public static void main(String[]a){
      //i is current/left number, j right/next number.  i=4 signals to start
      //by reading input
      int i=4,j=0;
      for(;;)
         //print in the form "<left> is <right>."
         System.out.printf(
            "%d is %s.%n",
            i=i==4?
               //<left>: if i is 4 <left> will be a new starting number
               new java.util.Scanner(System.in).nextInt():
               //otherwise it's the next val
               j,
            i!=4?
               //use string to map number to its length (:;< come after 9 in ASCII)
               //48 is value of '0'.  store in j for next iteration
               j="43354435543668877988699;::9;;:699;::9;;:588:998::9588:998::9588:998::97::<;;:<<;699;::9;;:699;::9;;:".charAt(i)-48:
               //i==4 is special case for right; print "magic"
               "magic");
   }
}

Edit: No longer use hex, this is less keystrokes

Windows PowerShell: 152 153 184 bytes

based on the previous solution, with more influence from other solutions

$o="03354435543668877988"
for($input|sv b;($a=$b)-4){if(!($b=$o[$a])){$b=$o[$a%10]-48+"66555766"[($a-$a%10)/10-2]}$b-=48-4*!$a
"$a is $b."}'4 is magic.'

C, 158 characters

main(n,c){char*d="03354435543668877988";for(scanf("%d",&n);n-4;n=c)printf("%d is %d.\n",n,c=n?n<19?d[n]-48:d[n%10]-"_,**+++)**"[n/10]:4);puts("4 is magic.");}

(originally based on Vlad's Python code, borrowed a trick from Tom Sirgedas' C++ solution to squeeze out a few more characters)

expanded version:

main(n, c) {
    char *d = "03354435543668877988";
    for (scanf("%d",&n); n-4; n = c)
        printf("%d is %d.\n", n, c = n ? n<19 ? d[n]-48 : d[n%10] - "_,**+++)**"[n/10]  : 4);
    puts("4 is magic.");
}

Python, 129 133 137 148 chars

As a warm-up, here is my first version (improves couple of chars over previous best Python).

PS. After a few redactions now it is about twenty char's shorter:

n=input()
while n-4:p=(922148248>>n/10*3&7)+(632179416>>n%10*3&7)+(737280>>n&1)+4*(n<1);print n,'is %d.'%p;n=p
print'4 is magic.'

C#: 210 Characters.

Squished:

using C=System.Console;class B{static void Main(){int
x=0,y=int.Parse(C.ReadLine());while(x!=4)C.Write((x=y)+" is {0}.\n",x==4?"magic":""+(y=x==0?4:"03354435543668877988"[x<20?x:x%10]+"0066555766"[x/10]-96));}}

Expanded:

using C=System.Console;
class B
{
    static void Main()
    {
        int x=0,y=int.Parse(C.ReadLine());
        while(x!=4)
            C.Write((x=y)+" is {0}.\n",
                x==4?
                     "magic":
                     ""+(y= x==0?
                                4:
                                "03354435543668877988"[x<20?x:x%10]+
                                "0066555766"[x/10]-96)
                   );
    }
}

Tricks this approach uses:

  • Create a lookup table for number name lengths based on digits that appear in the number.
  • Use character array lookup on a string, and char arithmetic instead of a numeric array.
  • Use class name aliasing to short Console. to C.
  • Use the conditional (ternary) operator (?:) instead of if/else.
  • Use the \n with Write escape code instead of WriteLine
  • Use the fact that C# has a defined order of evaluation to allow assignments inside the Write function call
  • Use the assignment expressions to eliminate extra statements, and thus extra braces

Perl: 148 characters

(Perl: 233 181 212 206 200 199 198 185 179 149 148 characters)

  • Moved exceptions hash into unit array. This resulted in my being able to cut a lot of characters :-)
  • mobrule pointed out a nasty bug. Quick fix adds 31 characters, ouch!
  • Refactored for zero special case, mild golfing done as well.
  • Direct list access for single use rather than storing to array? Hell yes!
  • SO MUCH REFACTORING for just ONE bloody character. This, truly, is the life of a golfer. :-(
  • Oops, easy whitespace fix. 198 now.
  • Refactored some redundant code.
  • Last return keyword in r is unnecessary, shaved some more off.
  • Massive refactoring per comments; unfortunately I could only get it to 149 because I had to fix a bug that was present in both my earlier code and the commenters' versions.
  • Trying bareword "magic".

Let's get this ball rolling with a modest attempt in Perl.

@u=split'','4335443554366887798866555766';$_=<>;chop;print"$_ is ".($_=$_==4?0:$_<20?$u[$_]:($u[$_/10+18]+($_%10&&$u[$_%10]))or magic).".
"while$_

Tricks:

Too many!

JavaScript 1.8 (SpiderMonkey) - 153 Chars

l='4335443554366887798866555766'.split('')
for(b=readline();(a=+b)-4;print(a,'is '+b+'.'))b=a<20?l[a]:+l[18+a/10|0]+(a%10&&+l[a%10])
print('4 is magic.')

Usage: echo 42 | js golf.js

Output:

42 is 8.
8 is 5.
5 is 4.
4 is magic.

With bonus - 364 chars

l='zero one two three four five six seven eight nine ten eleven twelve thirteen fourteen fifteen sixteen seventeen eighteen nineteen twenty thirty fourty fifty sixty seventy eighty ninety'.split(' ')
z=function(a)a<20?l[a]:l[18+a/10|0]+(a%10?' '+l[a%10]:'')
for(b=+readline();(a=b)-4;print(z(a),'is '+z(b)+'.'))b=z(a).replace(' ','').length
print('four is magic.')

Output:

ninety nine is ten.
ten is three.
three is five.
five is four.
four is magic.

Haskell, 224 270 characters

o="43354435543668877988"
x!i=read[x!!i]
n x|x<20=o!x|0<1="0066555766"!div x 10+o!mod x 10
f x=zipWith(\a b->a++" is "++b++".")l(tail l)where l=map show(takeWhile(/=4)$iterate n x)++["4","magic"]
main=readLn>>=mapM putStrLn.f

And little more readable -

ones = [4,3,3,5,4,4,3,5,5,4,3,6,6,8,8,7,7,9,8,8]
tens = [0,0,6,6,5,5,5,7,6,6]

n x = if x < 20 then ones !! x else (tens !! div x 10) + (ones !! mod x 10)

f x = zipWith (\a b -> a ++ " is " ++ b ++ ".") l (tail l)
    where l = map show (takeWhile (/=4) (iterate n x)) ++ ["4", "magic"]
    
main = readLn >>= mapM putStrLn . f

C++ Stdio version, minified: 196 characters

#include <cstdio>
#define P;printf(
char*o="43354435543668877988";main(int p){scanf("%d",&p)P"%d",p);while(p!=4){p=p<20?o[p]-48:"0366555966"[p/10]-96+o[p%10]P" is %d.\n%d",p,p);}P" is magic.\n");}

C++ Iostreams version, minified: 195 characters

#include <iostream>
#define O;std::cout<<
char*o="43354435543668877988";main(int p){std::cin>>p;O p;while(p!=4){p=p<20?o[p]-48:"0366555966"[p/10]-96+o[p%10]O" is "<<p<<".\n"<<p;}O" is magic.\n";}

Original, un-minified: 344 characters

#include <cstdio>

int ones[] = { 4, 3, 3, 5, 4, 4, 3, 5, 5, 4, 3, 6, 6, 8, 8, 7, 7, 9, 8, 8 };
int tens[] = { 0, 3, 6, 6, 5, 5, 5, 9, 6, 6 };

int n(int n) {
    return n<20 ? ones[n] : tens[n/10] + ones[n%10];
}

int main(int p) {
    scanf("%d", &p);
    while(p!=4) {
        int q = n(p);
        printf("%i is %i\n", p, q);
        p = q;
    }
    printf("%i is magic\n", p);
}

Delphi: 329 characters

Single Line Version:

program P;{$APPTYPE CONSOLE}uses SysUtils;const S=65;A='EDDFEEDFFEDGGIIHHJII';B='DGGFFFJGG';function Z(X:Byte):Byte;begin if X<20 then Z:=Ord(A[X+1])-S else Z:=(Ord(B[X DIV 10])-S)+Z(X MOD 10)end;var X,Y:Byte;begin Write('> ');ReadLn(X);repeat Y:=Z(X);WriteLn(Format('%d is %d.',[X,Y]));X:=Y;until X=4;WriteLn('4 is magic.');end.

Formated:

program P;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses
  SysUtils;

const
  S = 65;
  A = 'EDDFEEDFFEDGGIIHHJII';
  B = 'DGGFFFJGG';

function Z(X:Byte):Byte;
begin
  if X<20
  then Z := Ord(A[X+1])-S
  else Z := (Ord(B[X DIV 10])-S) + Z(X MOD 10);
end;

var
  X,Y: Byte;

begin
  Write('> ');
  ReadLn(X);

  repeat
    Y:=Z(X);
    WriteLn(Format('%d is %d.' , [X,Y]));
    X:=Y;
  until X=4;

  WriteLn('4 is magic.');
end.

Probably room for some more squeezing... :-P

C# 314 286 283 274 289 273 252 chars.

Squished:

252

Normal:

using C = System.Console;
class P
{
    static void Main()
    {
        var x = "4335443554366877798866555766";
        int m, o, v = int.Parse(C.ReadLine());
        do {
            C.Write("{0} is {1}.\n", o = v, v == 4 ? (object)"magic" : v = v < 20 ? x[v] - 48 : x[17 + v / 10] - 96 + ((m = v % 10) > 0 ? x[m] : 48));
        } while (o != 4);
        C.ReadLine();
    }
}

Edit Dykam: Did quite some carefull insertions and changes:

  • Changed the l.ToString() into a cast to object of the string "magic".
  • Created a temporary variable o, so I could move the break outside the for loop, that is, resulting in a do-while.
  • Inlined the o assignment, aswell the v assignment, continueing in inserting the calculation of l in the function arguments altogether, removing the need for l. Also inlined the assignment of m.
  • Removed a space in int[] x, int[]x is legit too.
  • Tried to transform the array into a string transformation, but the using System.Linq was too much to make this an improvement.

Edit 2 Dykam Changed the int array to a char array/string, added proper arithmics to correct this.

Lua, 176 Characters

o={[0]=4,3,3,5,4,4,3,5,5,4,3,6,6,8,8,7,7,9,8,8}t={3,6,6,5,5,5,7,6,6}n=0+io.read()while n~=4 do a=o[n]or o[n%10]+t[(n-n%10)/10]print(n.." is "..a..".")n=a end print"4 is magic."

or

  o={[0]=4,3,3,5,4,4
  ,3,5,5,4,3,6,6,8,8
  ,7,7,9,8,8}t={3,6,
   6,5,5,5,7,6,6}n=
   0+io.read()while
   n ~= 4 do a= o[n
   ]or o[n%10]+t[(n
   -n%10)/10]print(
n.." is "..a.."." )n=a
end print"4 is magic."

C - without number words

180 175* 172 167 characters

All newlines are for readability and can be removed:

i;V(x){return"\3#,#6$:WOXB79B"[x/2]/(x%2?1:10)%10;}main(c){for(scanf("%d",&c);
c-4;)i=c,printf("%d is %d.\n",i,c=c?c>19?V(c/10+19)+V(c%10):V(c):4);puts(
"4 is magic.");}

Slightly unminified:

i;
V(x){return"\3#,#6$:WOXB79B"[x/2]/(x%2?1:10)%10;}
main(c){
    for(scanf("%d",&c);c-4;)
        i=c,
        printf("%d is %d.\n",i,c=c?c>19?V(c/10+19)+V(c%10):V(c):4);
    puts("4 is magic.");
}

* The previous version missed the mark on two parts of the spec: it didn't handle zero, and it took input on the command line instead of stdin. Handling zero added characters, but using stdin instead of command line args saved even more, resulting in a net savings.

perl, 123 122 characters

Just realized that there is no requirement to output to STDOUT, so output to STDERR instead and knock off another character. 

@u='0335443554366887798866555766'=~/./g;$_+=<>;warn"$_ is ",$_=$_-4?$_<20?$u[$_]||4:$u[chop]+$u[$_+18]:magic,".\n"until/g/

And, a version that returns spelled out numbers:

279 278 276 280 characters

@p=(Thir,Four,Fif,Six,Seven,Eigh,Nine);@n=("",One,Two,Three,Four,Five,@p[3..6],Ten,Eleven,Twelve,map$_.teen,@p);s/u//for@m=map$_.ty,Twen,@p;$n[8].=t;sub n{$n=shift;$n?$n<20?$n[$n]:"$m[$n/10-2] $n[$n%10]":Zero}$p+=<>;warnt$m=n($p)," is ",$_=$p-4?n$p=()=$m=~/\w/g:magic,".\n"until/c/

While that meets the spec, it is not 100% well formatted. It returns an extra space after numbers ending in zero. The spec does say:

"I don't care how you separate the word tokens, though they should be separated"

That's kind of weaselly though. A more correct version at

282 281 279 283 characters

@p=(Thir,Four,Fif,Six,Seven,Eigh,Nine);@n=("\x8",One,Two,Three,Four,Five,@p[3..6],Ten,Eleven,Twelve,map$_.teen,@p);s/u//for@m=map$_.ty,Twen,@p;$n[8].=t;sub n{$n=shift;$n?$n<20?$n[$n]:"$m[$n/10-2]-$n[$n%10]":Zero}$p+=<>;warn$m=n($p)," is ",$_=$p-4?n$p=()=$m=~/\w/g:magic,".\n"until/c/

Python:

#!/usr/bin/env python

# Number of letters in each part, we don't count spaces
Decades = ( 0, 3, 6, 6, 6, 5, 5, 7, 6, 6, 0 )
Smalls  = ( 0, 3, 3, 5, 4, 4, 3, 5, 5, 4 )
Teens  =  ( 6, 6, 8, 8, 7, 7, 9, 8, 8 )

def Count(n):
    if n > 10 and n < 20: return Teens[n-11]
    return   Smalls[n % 10 ] + Decades [ n / 10 ]

N = input()

while N-4:
    Cnt = Count(N)
    print "%d is %d" % ( N, Cnt)
    N = Cnt

print "4 is magic"

C++, 171 characters (#include omitted)

void main(){char x,y,*a="03354435543668877988";scanf("%d",&x);for(;x-4;x=y)y=x?x<19?a[x]-48:"_466555766"[x/10]+a[x%10]-96:4,printf("%d is %d.\n",x,y);puts("4 is magic.");}

Ruby, 164 characters

n=gets.to_i;s="03354435543668877987";if n==0;puts"0 is 4.";else;puts"#{n} is #{n=(n<20)?s[n]-48:"0066555766"[n/10]-48+s[n%10]-48}." until n==4;end;puts"4 is magic."

decoded:

n = gets.to_i
s = "03354435543668877987"
if n == 0
  puts "0 is 4."
else
  puts "#{n} is #{n = (n < 20) ? s[n] - 48 : "0066555766"[n / 10] - 48 + s[n % 10] - 48}." until n == 4
end

puts "4 is magic."

Lua 185 190 199

added periods, added io.read, removed ()'s on last print

 n=io.read();while(n~=4)do m=('43354435543668877988699;::9;;:699;::9;;:588:998::9588:998::9588:998::97::<;;:<<;699;::9;;:699;::9;;:'):sub(n+1):byte()-48;print(n,' is ',m,'.')n=m;end print'4 is magic.'

with line breaks

 n=io.read()
 while (n~=4) do
    m=('43354435543668877988699;::9;;:699;::9;;:588:998::9588:998::9588:998::97::<;;:<<;699;::9;;:699;::9;;:'):sub(n+1):byte()-48;
    print(n,' is ',m,'.')
    n=m;
 end 
 print'4 is magic.'

PhP Code

function get_num_name($num){  
    switch($num){  
        case 1:return 'one';  
    case 2:return 'two';  
    case 3:return 'three';  
    case 4:return 'four';  
    case 5:return 'five';  
    case 6:return 'six';  
    case 7:return 'seven';  
    case 8:return 'eight';  
    case 9:return 'nine';  
    }  
}  

function num_to_words($number, $real_name, $decimal_digit, $decimal_name){  
    $res = '';  
    $real = 0;  
    $decimal = 0;  

    if($number == 0)  
        return 'Zero'.(($real_name == '')?'':' '.$real_name);  
    if($number >= 0){  
        $real = floor($number);  
        $decimal = number_format($number - $real, $decimal_digit, '.', ',');  
    }else{  
        $real = ceil($number) * (-1);  
        $number = abs($number);  
        $decimal = number_format($number - $real, $decimal_digit, '.', ',');  
    }  
    $decimal = substr($decimal, strpos($decimal, '.') +1);  

    $unit_name[1] = 'thousand';  
    $unit_name[2] = 'million';  
    $unit_name[3] = 'billion';  
    $unit_name[4] = 'trillion';  

    $packet = array();    

    $number = strrev($real);  
    $packet = str_split($number,3);  

    for($i=0;$i<count($packet);$i++){  
        $tmp = strrev($packet[$i]);  
        $unit = $unit_name[$i];  
        if((int)$tmp == 0)  
            continue;  
        $tmp_res = '';  
        if(strlen($tmp) >= 2){  
            $tmp_proc = substr($tmp,-2);  
            switch($tmp_proc){  
                case '10':  
                    $tmp_res = 'ten';  
                    break;  
                case '11':  
                    $tmp_res = 'eleven';  
                    break;  
                case '12':  
                    $tmp_res = 'twelve';  
                    break;  
                case '13':  
                    $tmp_res = 'thirteen';  
                    break;  
                case '15':  
                    $tmp_res = 'fifteen';  
                    break;  
                case '20':  
                    $tmp_res = 'twenty';  
                    break;  
                case '30':  
                    $tmp_res = 'thirty';  
                    break;  
                case '40':  
                    $tmp_res = 'forty';  
                    break;  
                case '50':  
                    $tmp_res = 'fifty';  
                    break;  
                case '70':  
                    $tmp_res = 'seventy';  
                    break;  
                case '80':  
                    $tmp_res = 'eighty';  
                    break;  
                default:  
                    $tmp_begin = substr($tmp_proc,0,1);  
                    $tmp_end = substr($tmp_proc,1,1);  

                    if($tmp_begin == '1')  
                        $tmp_res = get_num_name($tmp_end).'teen';  
                    elseif($tmp_begin == '0')  
                        $tmp_res = get_num_name($tmp_end);  
                    elseif($tmp_end == '0')  
                        $tmp_res = get_num_name($tmp_begin).'ty';  
                    else{  
                        if($tmp_begin == '2')  
                            $tmp_res = 'twenty';  
                        elseif($tmp_begin == '3')  
                            $tmp_res = 'thirty';  
                        elseif($tmp_begin == '4')  
                            $tmp_res = 'forty';  
                        elseif($tmp_begin == '5')  
                            $tmp_res = 'fifty';  
                        elseif($tmp_begin == '6')  
                            $tmp_res = 'sixty';  
                        elseif($tmp_begin == '7')  
                            $tmp_res = 'seventy';  
                        elseif($tmp_begin == '8')  
                            $tmp_res = 'eighty';  
                        elseif($tmp_begin == '9')  
                            $tmp_res = 'ninety';  

                        $tmp_res = $tmp_res.' '.get_num_name($tmp_end);  
                    }  
                    break;  
            }  

            if(strlen($tmp) == 3){  
                $tmp_begin = substr($tmp,0,1);  

                $space = '';  
                if(substr($tmp_res,0,1) != ' ' && $tmp_res != '')  
                    $space = ' ';  

                if($tmp_begin != 0){  
                    if($tmp_begin != '0'){  
                        if($tmp_res != '')  
                            $tmp_res = 'and'.$space.$tmp_res;  
                    }  
                    $tmp_res = get_num_name($tmp_begin).' hundred'.$space.$tmp_res;  
                }  
            }  
        }else  
            $tmp_res = get_num_name($tmp);  
        $space = '';  
        if(substr($res,0,1) != ' ' && $res != '')  
            $space = ' ';  
        $res = $tmp_res.' '.$unit.$space.$res;  
    }  

    $space = '';  
    if(substr($res,-1) != ' ' && $res != '')  
        $space = ' ';  

    if($res)  
        $res .= $space.$real_name.(($real > 1 && $real_name != '')?'s':'');  

    if($decimal > 0)  
        $res .= ' '.num_to_words($decimal, '', 0, '').' '.$decimal_name.(($decimal > 1 && $decimal_name != '')?'s':'');  
    return ucfirst($res);  
}

//////////// testing ////////////////

 $str2num = 12;
    while($str2num!=4){
        $str = num_to_words($str2num, '', 0, '');  
        $str2num = strlen($str)-1;
        echo $str . '=' . $str2num .'<br/>';
        if ($str2num == 4)
            echo 'four is magic';
    }

////// Results /////////

Twelve =6
Six =3
Three =5
Five =4
four is magic

Perl - 130 chars

5.12.1   (130 chars) 121 123 132 136 140

#        1         2         3         4         5         6         7         8         9        100        11        12        13       14    
#23456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123

@u='4335443554366887798866555766'=~/./g;$_=pop;say"$_ is ",$_=$_-4?$_<20?$u[$_]:$u[$_/10+18]+(($_%=10)&&$u[$_]):magic,"."until/\D/


5.10.1   (134 chars) 125 127 136 140 144

#        1         2         3         4         5         6         7         8         9        100        11        12        13       14    
#23456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 1234

@u='4335443554366887798866555766'=~/./g;$_=pop;print"$_ is ",$_=$_-4?$_<20?$u[$_]:$u[$_/10+18]+(($_%=10)&&$u[$_]):magic,".\n"until/\D/


Change History:

20100714:2223 - reverted change at the attention of mobrule, but ($_%10&&$u[$_%10]) → (($_%=10)&&$u[$_]), which is the same # of chars, but I did it in case someone might see a way to improve it

20100714:0041 - split//,'...' → '...'=~/./g
20100714:0025 - ($_%10&&$u[$_%10]) → $u[$_%10]
20100713:2340 - while$_ → until/\D/ + removed unnecessary parentheses
20100713:xxxx - $=<>;chop; → $_=pop; - courtesy to mobrule

Note: I was tired of improving others' answers in comments, so now I'm being greedy and can just add my changes here :) This is a split off from Platinum Azure's answer - credit in part to Hobbs, mobrule, and Platinum Azure.

Shameless Perl with Number Words (329 characters)

Adapted fairly directly from P Daddy's C code, with some tweaks to p() to make it do the same thing using Perl primitives instead of C ones, and a mostly-rewritten mainloop. See his for an explanation. Newlines are all optional.

@t=(qw(zero one two three four five six sM eight nine
tL elM twelve NP 4P fifP 6P 7P 8O 9P twLQ NQ forQ fifQ
6Q 7Q 8y 9Q en evL thir eL tO ty 4SmagicT)," is ",".\n");
sub p{local$_=$t[pop];1while s/[0-Z]/$t[-48+ord$&]/e;
print;length}$_=<>;chop;while($_-4){
$_=($_>19?(p($_/10+18),$_&&print("-"),$_%=10)[0]:0)+p$_;
p 35;p$_;p 36}p 34

Side note: it's too bad that perl print just returns true/false; if it returned a count it would save me 7 strokes.

Ruby, 141 chars:

n=gets.to_i;m="4335443554366887798866555766";loop{s=n;n=n>20?m[18+n/10]+m[n%10]-96: m[n]-48;puts"#{s} is #{n==s ? 'magic': n}.";n==s &&break}

while(true)
{
    string a;
    ReadLine(a)
    WriteLine(4);

}
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