Brainfuck
Brainfuck
Brainfuck,简称BF,是一种极小化的程序语言,由Urban Müller在1993年创造。Fuck在英语中是脏话,所以这种语言有时称为Brainf*ck或Brainf***,或者只用简称。
概述.
Müller的目标是创建一种简单的、可以用最小的编译器来实现的、符合图灵完全思想的编程语言。这个语言由八种运算符构成,为Amiga机器编写的编译器(第二版)只有240个字节大小。
Brainfuck 的名字已经暗示出来,它的程序代码很难读懂。尽管如此,Brainfuck仍然可以像图灵机一般完成任何计算任务。它虽然计算方式与众不同,但确实能够正确运行。
这种语言基于一个简单的机器模型。这个机器除了指令以外,还包括:一个以字节为单位、已初始化为零的数组、一个指向该数组的指针(开始时指向数组的第一个字节)、以及用于输入输出的两个字节流。
下面是这八种状态的描述,其中每个状态由一个字符标识:
Brainfuck指令可以逐一替换,翻译成C语言(假设codice_1是codice_2类型)的语句之类:
例子.
Hello World!
在屏幕上打印Hello World!:
>++.>+.+++++++..+++.>++.«+++++++++++++++.
字符I/O.
从键盘读取一个字符并输出到屏幕上。
简单的循环.
这是一个循环,连续从键盘读取字符,回显到屏幕上。注意,这里假定0表示输入结束,但有些系统并非如此。如果是-1表示输入结束,代码就应是,+[-.,+]。如果是输入未改变表示输入结束,代码则是,[->+>-«]>[-]>[[-]«.[-»+«],[->+>-«]>[-]>]。
指针维护.
移动指针,保存所有的输入,供后面的程序使用。
加法.
把当前位置的值加到后面的单元中(会让左边的单元归零)。
条件指令.
从键盘读来小写字符,转成大写。按回车键退出程序。
首先,通过codice_3读入第一个字符并把它减10(10 在大多数情况下为换行符 LF 的值)。如果用户按的是回车键,循环命令(codice_4)就会直接跳转到程序的结尾:因为这时第一个字节已经减到了零。如果输入的字符不是换行符(比如是一个小写字符),程序就进入循环。在这里再减去剩下的22,这样总共减掉32。这是ASCII码中小写字符和大写字符的差值。
下面输出到屏幕。然后接收下一个输入字符,并减去10。如果它是换行符,退出循环;否则,再回到循环的开始,减去22并输出……退出了循环,后面没有了其他指令,程序便随之终止。
加法器 add(summand, addend, *sum).
»[-]>[-]«+«]« // cell #3 的值移到 cell #0
[->+>+«] // cell #1 的值移到 cell #2 和 #3
»[-«+»]« // cell #3 的值移到 cell #1
将保存在 cell #0 和 #1 中的两个整数相加,结果保存在 cell #2。
以 cell #3 为临时变量,保证了原来的两个存储单元数值不变,方便以后使用。
代码运行前,指针指向 cell #0,
第一步,先将 cell #2 和 cell #3 清空,确保不会有多余的数据影响运算结果;
第二步,将 cell #0 的值同时转移到 cell #2 和 cell #3,再用 cell #3 来恢复 cell #0 的值;
第三步,将 cell #1 的值同时转移到 cell #2 和 cell #3,再用 cell #3 来恢复 cell #1 的值;
最后,指针归位(回到初始位置),方便后续运算。
乘法器 multiply(multiplicand, multiplier, *product).
»[-]>[-]>[-]«« // 清空 cell #2、 #3 和 #4
[-> // cell #0 的值减 1
[->+>+«] // cell #1 的值加进 cell #2 和 #3
[-«+»] // cell #3 的值移回 cell #1
>+< // cell #4 的值加 1,这样外循环结束时 cell #4 的值和 cell #0 原来的值就相等
<]
»»[-««+»»]«« // cell #4 的值移回 cell #0
跟上面的“加法器”类似,这个“乘法器”将保存在 cell #0 和 cell #1 的两个整数相乘,结果保存在 cell #2。
同样使用了临时变量,保证了原来的两个存储单元数值不变,方便以后使用。
更多代码解析请参见 https://github.com/moky/BrainFuck (页面存档备份,存于[[互联网档案馆|-{zh-cn:互联网档案馆;zh-tw:网际网路档案馆;zh-hk:互联网档案馆;zh-sg:互联网档案馆;}-]])
外部链接.
-{H|zh-hans:汇编语言;zh-hant:组合语言}-
-{H|zh-hans:标记语言;zh-hant:置标语言}-
[[Category:深奥的编程语言]]
[[Category:1993年建立的程式语言]]