BrainFuck--只有八种指令、符合图灵完全思想的编程语言

http://www.cnblogs.com/icejoywoo/archive/2011/11/27/2265340.html#2314921
官方网站: http://www.muppetlabs.com/~breadbox/bf/

BrainFuck, (An Eight-Instruction Turing-Complete Programming Language), 这个语言本身的语言模型很简单, 有一个byte指针, 有一个初始化为0长度为30000 bytes的数组, byte指针可以在数组内任意移动, 支持下面的八种操作, 指针初始化指向数组的开始. 这个语言只是作者为了写一个很简单的编译器, 才设计的一门语言, 语言和名字一样, 很难读懂, 简单的一些操作用BrainFuck来写都很复杂难读.

八种操作符定义如下(来自百度百科):

字符 含义
> 指针加一
< 指针减一
+ 指针指向的字节的值加一
- 指针指向的字节的值减一
. 输出指针指向的单元内容（ASCII码）
, 输入内容到指针指向的单元（ASCII码）
[ 如果指针指向的单元值为零，向后跳转到对应的]指令的次一指令处
] 如果指针指向的单元值不为零，向前跳转到对应的[指令的次一指令处
Brainfuck程序可以用下面的替换方法翻译成C语言(假设ptr是char*类型)：

Brainfuck C
> ++ptr;
< --ptr;
+ ++*ptr;
- --*ptr;
. putchar(*ptr);
, *ptr =getchar();
[ while (*ptr) {
] }
下面看一下BrainFuck的Hello World!程序代码

++++++++++[>+>+++>+++++++>++++++++++<<<<-]>>>++.>+.+++++++..+++.<<++.>+++++++++++++++.>.+++.------.--------.<<+.<.
这段代码看似很诡异, 但是在BrainFuck编译器中输出的确实是Hello World!

字符输出是根据ASCII表.

百度百科上有一些基本操作的介绍, 我这里主要就解释一下这个Hello World!程序的结构.

一个简单的循环结构

++[>++<-]>.
上面使用了两个byte, 第一个byte用来存储循环的次数, []表示一个循环, >移到了第二个比娅特上, 操作第二个byte, 连加两次,<回到第一个byte上减1, 保证可以退出循环. 这就是2X2次循环, 就是第二个byte变成4, 第一个byte变成0. >移到第二个byte上, .是输出这个byte.

byte输出字符是依照了ASSIC表的, H是72, 所以输出H就可以这样写

++++++++[>+++++++++<-]>.
把第一个byte和第二个byte调换一下位置, 第二个byte作为循环条件判断, 操作第一个byte并输出.

>++++++++[<+++++++++>-]<.
输出H也可以使用蛮力的方式, 72个+, 然后输出就是H, 不过这种东西更难读懂了.

上面的Hello World!就是循环操作, 还有几种其他Hello World!的写法.

1.

>+++++++++[<++++++++>-]<.>+++++++[<++++>-]<+.+++++++..+++.[-]>++++++++[<++++>-]
<.>+++++++++++[<++++++++>-]<-.--------.+++.------.--------.[-]>++++++++[<++++>-
]<+.[-]++++++++++.
2.

>+++++++++[<++++++++>-]<.>+++++++[<++++>-]<+.+++++++..+++.[-]>++++++++[<++++>-]<.>+++++++++++[<+++++>-]<.>++++++++[<+++>-]<.+++.------.--------.[-]>++++++++[<++++>-]<+.[-]++++++++++.

都是大同小异的, 上面两个用到了一个这样的操作[-], 这个操作是清零当前byte, []退出的条件是当前byte为0, 减到0才会退出循环.

可以尝试着看看, 这个语言还是挺有意思的, 和名字一样, 真的是很难看懂.



下载:

BrainFuck解析器(带有一些例子): DBFI.zip http://files.cnblogs.com/icejoywoo/DBFI.zip

里面的例子有加法等, 也有HelloWorld的例子, 而且有多种版本, 有兴趣的可以研究下.