今天从同学那里抢到了这个 很震惊地听说这门语言居然是图灵完备的。
Brainfuck是一种极小化的计算机语言，它是由Urban Müller在1993年创建的。 由于fuck在英语中是脏话，这种语言有时被称为brainf*ck或brainf***，甚至被简称为BF。 概述 Müller的目标是建立一种简单的、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。 这种语言由八种状态构成，为Amiga机器编写的编译器(第二版)只有240个字节大小！
就象它的名字所暗示的，brainfuck程序很难读懂。 尽管如此，brainfuck图灵机一样可以完成任何计算任务。 虽然brainfuck的计算方式如此与众不同，但它确实能够正确运行。
这种语言基于一个简单的机器模型，除了指令，这个机器还包括： 一个以字节为单位、被初始化为零的数组、 一个指向该数组的指针(初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：
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，向前跳转到对应的]指令的次一指令处
] 如果指针指向的单元值不为零，向后跳转到对应的[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) { ] }
\--------------------------------------------------------------------------------
例子
\--------------------------------------------------------------------------------
Hello World!
一个在屏幕上打印"Hello World!"的程序：
\++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-]>++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++.>.+++.------.--------.>+.>.
\--------------------------------------------------------------------------------
当前位置清零
[-]
\--------------------------------------------------------------------------------
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
,[.,] 这是一个连续从键盘读取字符并回显到屏幕上的循环。注意，这里假定0表示输入结束，事实上有些系统并非如此。
以-1和"未改变"作为判断依据的程序代码分别是",+[-.,+]"和",[.[-],]"。
\--------------------------------------------------------------------------------
指针维护
\>,[.>,] 通过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(破坏性的加，它导致左边的单元被归零)。
\--------------------------------------------------------------------------------
条件指令
\,----------[----------------------.,----------] 这个程序会把从键盘读来的小写字符转换成大写。按回车键退出程序。
首先，我们通过,读入第一个字符并把它减10(大多数情况下，brainfuck使用10作为换行符的值)。
如果用户按的是回车键，循环命令([)就会直接跳转到程序的结尾：因为这时第一个字节已经被减到了零。
如果输入的字符不是换行符(假设它是一个小写字符)，程序进入循环。
在这里我们再减去剩下的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。
下面我们把它输出到屏幕。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……当循环退出时，因为后面已经没有其他的指令，程序也随之终止。
\--------------------------------------------------------------------------------
加法
,>++++++[<-------->-],,[<+>-]<.
这个程序对两个一位数做加法，并输出结果(如果结果也只有一位数的话)：
4+3
7
(现在程序开始有点复杂了。我们要涉及到数组中单元的内容了，比如[0]、[1]、[2]之类。) 第一个输入的数字被放在在[0]中，从中减去48来把它从ASCII码值48到57转换为数值0到9： 这是通过在[1]中放入6,然后按照[1]中的次数让一个循环从[0]中多次减去8来完成的(当加上或减去一个大的数值时，这是常用的办法)。 下一步，加号被读入[1]中；然后，第二个数字被输入，覆盖掉加号。
下面的循环[<+>-]执行最重要的工作：通过把第二个数字移动到第一个里面让它们相加，并把[1]清空。 这里的每次循环都把[0]增一并从[1]中减一；最终，在[1]被置零的多次循环中，[1]中的值就被转移到了[0]中。 现在，[1]中是我们输入的换行符(这个程序里，我们没有设置对输入错误的检查机制)。
然后，指针被移回到指向[0]，并输出它的内容([0]里面现在是 a + (b + 48) 的值， 因为我们没有修改b的值，这等于 (a + b) + 48，也就是我们想要输出的ASCII值)。 然后，把指针指向[1]，里面保存着前面输入的换行符；输出换行符，程序结束。 \--------------------------------------------------------------------------------
乘法
\,>,,>++++++++[<------<------>>-]_<<[>[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<-]_>>>++++++[<++++++++>-],<.>.
和前一个程序类似，不过这次是乘法而不是加法。
第一个输入的数字被放入[0]，星号和第二个数字被放入[1]，然后两个数值都被校正：减去48。
现在，程序进入了主循环。我们的基本思想是：每次从[0]中减去一，同时把[1]的值加入到保存乘积的[2]中。 在实际操作中，第一个内层循环把[1]的值同时转移到[2]和[3]中，同时[1]清零(这是我们复制数字的基本方法)。 下一个内层循环把[3]中的值重新放回到[1]，并清零[3]。然后从[0]中减一，结束外层循环。 在退出这个循环时，[0]中为零，[1]仍然是输入的第二个数值，[2]则是这两个数值的和。 (要是想保存第一个数，我们可以在外层循环中每次给[4]加一，最后把[4]移回[0]。) 在结果中加48，并把换行符读入[3]，输出ASCII码的乘积，然后输出刚才保存的换行符。
附上这小子写的C语言实现
//brain_fuck_interpreter
//此版本支持键盘输入,即以互交方式运行.
/*
brain_fuck_instruction_sets
< ptr := ptr + 1
> ptr := ptr - 1
+ [ptr] := [ptr] + 1
- [ptr] := [ptr] - 1
, [ptr] := in
. out := [ptr]
[ if( [ptr]==0 ) jmp lable:] + 1
] if( [ptr]!=0 ) jmp lable:[ + 1
*/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define BUFFERSIZE 65536
#define MEMORYSIZE 1024
char code[BUFFERSIZE];
char mem[MEMORYSIZE]="The language is called brain fuck...";
//'a':+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.
//'A':+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.
//'0':++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.
//Q:输出0123456789
//++++++++++>+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++<[>+.<-]
//
//Q:输出A-Z
//>+++++[>+++++<-]>+>++++++++[>++++++++<-]>+<<[>>.+<<-]
//
//Q:输出a-z
//>+++++[>+++++<-]>+>++++++++++[>++++++++++<-]>---<<[>>.+<<-]
//
//Q:实现echo
//,----------[++++++++++.,----------]
//
//Q:输入a，b输出a+b( a , b , a+b < 10 )
//,>++++++[<-------->-]
//,,[<+>-],<.>.
//
//Q:输入a，b输出a*b( a , b , a*b < 10 )
//,>,,>++++++++[<------<------>>-]
//<<[>[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<-]
//>>>++++++[<++++++++>-],<.>.
//Q:求3 n + 1问题的循环次数
//>,[
//[
//----------[
//>>>[>>>>]+[[-]+<[->>>>++>>>>+[>>>>]++[->+<<<<<]]<<<]
//++++++[>------<-]>--[>>[->>>>]+>+[<<<<]>-],<
//]>
//]>>>++>+>>[
//<<[>>>>[-]+++++++++<[>-<-]+++++++++>[-[<->-]+[<<<<]]<[>+<-]>]
//>[>[>>>>]+[[-]<[+[->>>>]>+<]>[<+>[<<<<]]+<<<<]>>>[->>>>]+>+[<<<<]]
//>[[>+>>[<<<<+>>>>-]>]<<<<[-]>[-<<<<]]>>>>>>>
//]>>+[[-]++++++>>>>]<<<<[[<++++++++>-]<.[-]<[-]<[-]<]<
//
void run(void)
{ int l=strlen(code),ip=0,si=0,err=0;
for(int i=0;i<MEMORYSIZE;i++)mem[i]=0;
while(ip<l&&err==0)
{
//printf(" STATUS: ip=%d si=%d cond=%d cur char:%c",ip,si,mem[si],code[ip]);
switch (code[ip])
{
case '<':
si--;
if(si<0)err=2;
break;
case '>':
si++;
if(si>=MEMORYSIZE)err=2;
break;
case '+':
if(mem[si]==127)err=4;
mem[si]++;
break;
case '-':
if(mem[si]==0)err=4;
mem[si]--;
break;
case '.':
printf("%c",mem[si]);
break;
case ',':
scanf("%c",&mem[si]);
break;
case '[':
if(mem[si]==0)
{ while(ip<MEMORYSIZE)
{ ip++;
if(code[ip]==']'&&err==0)break;
if(code[ip]=='[')err++;
else if(code[ip]==']')err--;
if(ip>=l){err=8;break;}
}
}
break;
case ']':
if(mem[si]!=0)
{ while(ip>=0)
{ ip--;
if(code[ip]=='['&&err==0)break;
if(code[ip]==']')err++;
else if(code[ip]=='[')err--;
if(ip<=0){err=8;break;}
}
}
break;
case '/':
break;
default:
err=1;
break;
}
if(err==0)ip++;
}
switch(err)
{ case 0:
break;
case 1:
printf("-!--{%c}.%d is illegal char!",code[ip],ip);
break;
case 2:
printf("-!-- slop over");
break;
case 4:
printf("-!-- overflow");
break;
case 8:
printf("-!-- logical error!");
break;
default:
break;
}
}
int main()
{ char tmp[BUFFERSIZE];
printf("==== codes terminate by // , exit by '#' ==== bf_code:");
while(gets(code)!=NULL)
{ if(strcmp(code,"#")==0)break;
while(gets(tmp)!=NULL)
{ strcat(code,tmp);
if(strcmp(tmp,"//")==0)break;
}
if(strcmp(code,"#//")==0)break;
//printf("%s ",code);
run();
printf(" bf_code:");
}
printf("bye...");
getchar();
return 0;
}