源程序 - brainf*ck 语言的解释器

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源程序 - brainf*ck 语言的解释器

1楼

bf 语言的介绍 - 维基百科
http://zh.wikipedia.org/wiki/Brainfuck

建议用 32 位编译器编译,如用 tc 之类,请选 Large 或 Huge 模式。

2楼

#include <stdio.h>
#ifndef cellsize
#define cellsize 30000
#endif
const char *s_name =
"    bfi"
#if cellsize != 30000
"%d"
#endif
" - brainf*ck language interpreter 1.0.1 build - "__DATE__"\n"
#if cellsize != 30000
"        **** Special version with %d cells in size ****\n"
#endif
"           ----- copyright © 2005 by 8pm@baidu.cbar\n";
const char *s_license =
" This program is free software; you can redistribute it and/or modify\n"
" it under the terms of the GNU General Public License as published by\n"
" the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or\n"
" (at your option) any later version.\n"
"\n"
" This program is distributed in the hope that it will be useful,\n"
" but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\n"
" MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\n"
" GNU General Public License for more details.\n"
"\n"
" You should have received a copy of the GNU General Public License\n"
" along with this program; if not, write to the\n"
" Free Software Foundation, Inc.,\n"
" 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.\n"
"\n"
" usage: $ %s [source code]\n"
"\n";

const char *s_err_open =
"[] error: unable to open file %s\n";
const char *s_err_ovfl =
"[] error: unable to run, program too large.\n";
const char *s_err_unmt =
"[] error: unmatch [ and ] in source file.\n";

char a[cellsize], o[cellsize];
int n=0,ip=0,dp=0;

int main(int argc, char **argv)
{
    FILE *fp = NULL;
    if (1 == argc) {
#if cellsize != 30000
        fprintf(stderr, s_name, cellsize/1000, cellsize);
#else
        fprintf(stderr, s_name);
#endif
        fprintf(stderr, s_license, argv[0]);
        return 0;

3楼

    }
    if (NULL == (fp=fopen(argv[1],"r"))) {
        fprintf(stderr, s_err_open, argv[1]);
        return -1;
    }
    while(!feof(fp))
        switch(n=fgetc(fp)) {
        case '[':ip+=2;case ']':--ip;case '>':
        case '<':case '+':case '-':case '.':case ',':
            o[dp++]=n;
            if (dp==cellsize) {
                fclose(fp);
                fprintf(stderr, s_err_ovfl);
                return -2;
            }
        }
    fclose(fp);
    if (ip) {
        fprintf(stderr, s_err_unmt);
        return -3;
    }
    n=ip=dp=0;
    do {
        n=1;
        switch (o[ip]) {
        case '>':++dp==cellsize?dp=0:0;break;
        case '<':--dp==-1?dp+=cellsize:0;break;
        case '+':a[dp]++;break;
        case '-':a[dp]--;break;
        case '.':putchar(a[dp]);fflush(stdout);break;
        case ',':a[dp]=getchar();break;
        case '[':
            if(!a[dp])
                while(n)
                    switch(o[++ip]){
                    case '[':n++;break;
                    case ']':n--;break;
                    }
            break;
        case ']':
            if(a[dp])
                while(n)
                    switch(o[--ip]){
                    case ']':n++;break;
                    case '[':n--;break;
                    }
            break;
        }
    } while(o[++ip]);
    return 0;
}

4楼

/* 转录请注明出处 */

5楼

编译后可用以下程序试运行,如能正确输出,则编译成功。

这个不用说了,学没一种语言几乎都是先写这个:
Hello.b

注意:因为在 bf 语言里,凡是不是八个指令符之外的字符都算作注释,譬如以下的代码两行 * 之间的东东,也包括这两行 * 和中文都可以直接放在源文件里。

**********************************

一个在屏幕上打印"Hello World!"的程序:
++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-]
>++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++.
>.+++.------.--------.>+.>.

**********************************

6楼

可以再试运行这个:

#!/usr/local/bin/bfi
上面这一行是告诉命令解释程序用哪一个程序来解释运行这个源代码
只在 unix/linux 系统下有效 :)
用 brainfuck 语言写的一个简单示范程序; 在屏幕上输出 "8pm"
第一个单元用做循环计数器; 设为 10
++++++++++ [      循环 10 次
    >+++++        第二单元的值加 5
    >+++++++++++  第三单元的值加 11
    >+++++++++++  第四单元的值加 11
    >+            第五单元的值加 1
<<<<-]
       现在前五个单元应该是这样的
单元  |  第一  第二  第三  第四  第五
内容  |   0    50   110   110   10
>++++++ 加 6 到第二单元 = 56;  字符 '8' 的 ascii 编码值
>++     加 2 到第三单元 = 112; 字符 'p' 的 ascii 编码值
>-      第四单元值减 1  = 109; 字符 'm' 的 ascii 编码值
        第五单元值是 10; 字符 '换行符' '\n' 的 ascii 值
<<<     指针移回字符串的开始; 第二单元

>.>.>.>.  输出字符串
    *** 程序结束 ***

7楼

这里有一些 bf 的程序:
http://post.baidu.com/f?kz=15651130

8楼

刚到,大至看了一下,先回个贴再说吧,要不8pm兄看到自己辛辛苦苦整理出来的东西没人回应会郁闷的啊——呵呵
另外我的编译器就是从维基百科提供的那个链接下的,当时没注意是为Amiga(阿米高)机器编写的,(大意了!可能是Amiga和pc的体系不一样吧?)我用TC2.0在winXP下编译,没有加任何参数,于是出错了
再研究
再次感激8pm的热情(上次是从心里,这次写出来了)

9楼

刚到,大至看了一下,先回个贴再说吧,要不8pm兄看到自己辛辛苦苦整理出来的东西没人回应会郁闷的啊——呵呵
另外我的编译器就是从维基百科提供的那个链接下的,当时没注意是为Amiga(阿米高)机器编写的,(大意了!可能是Amiga和pc的体系不一样吧?)我用TC2.0在winXP下编译,没有加任何参数,于是出错了
再研究
再次感激8pm的热情(上次是从心里,这次写出来了)

10楼

呵呵,直接刷新会变成重发的~~ :)

11楼

char a[cellsize], o[cellsize];
改为
char a[cellsize], o[cellsize+1];

12楼

支持哈~~还在慢慢看中。。。。。感谢8pm的劳动成果
218.19.34.*

13楼

再次谢谢8pm,
看了这种语言的简介,
我有几点感到莫名奇妙:
1.计算机语言究竟向着高级还是低级的方向发展?
2.这种语言在高级语言流行的今天,有可能大范围应用吗?
3.如果说精简指令集是其目的所在,那么以无谓的难以理解换得精简是否值得?

14楼

设计 bf 语言就是尝试用最少的指令集来实现一个具备编写图灵机能力的编程语言,而不考虑效率和代码可读性,比较是理论上的东西,而不是实践上的。这样的语言用起来很麻烦,所以作者戏谑的称呼为 brainf*ck,意思是你要用它来做某些有意义的事,简直是一种对自己的虐待。

所以,这 3 点的答案
1.高级
2.不可能
3.不值得

但正如书看多了要休息一下,c 用久了,研究研究这些,呵呵,会有不同的体会。反正玩玩就好了。

15楼

啊,8pm好厉害啊,

可不可以教教我们一十七个人啊,我代表弟兄们谢谢你了

16楼

好玩,决定也随8PM学学,研究研究~~
把基本语法说明帖上来

Brainf*ck
[出自]维基百科,自由的百科全书

Brainf*ck,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Turing complete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) (http://wuarchive.wustl.edu/pub/aminet/dev/lang/brainfuck-2.lha)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 

(按照更节省时间的简单说法,]也可以说成“向后跳转到对应的[状态”。这两解释是一样的。)

(第三种同价的说法,[意思是"向前跳转到对应的]",]意思是"向后跳转到对应的[指令的次一指令处,如果指针指向的字节非零。")

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) { 
] } 
[编辑]
例子
[编辑]
Hello World!
一个在屏幕上打印"Hello World!"的程序:

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



[编辑]
当前位置清零
[-]
[编辑]
字符I/O
,.
从键盘读取一个字符并输出到屏幕上。

[编辑]
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",[.[-],]"。

[编辑]
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。

[编辑]
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)。

[编辑]
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。

[编辑]
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。

[编辑]
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。

[编辑]

注意,这里数组的每个单元都是一个字节大小;-命令允许溢出,它可以用255个+命令来代替。同样,如果数组单元是有限、循环的,<可以用29999个>命令代替。每个修改动作都可以被分解为最多7条指令。可是,两个连在一起的修改动作将会破坏Turing-completeness,因为这会把可能的内存状态限制到有限个数。(更确切的说,从这个角度看,现代的计算机依然不是完全意义上的Turing-complete。)

17楼

这两天在忙,本来抽空写了一个把文本转换成BF代码的程序,可是时间不够,没做好,不敢贴上来,等做得能用了再写上来大虾们修正吧

18楼

++++++++++[>++++>+++++++++++>+++++++++++>++++++++++>+++++++++++>++++++++++++>++++++++++>++++++++++>+++>++++++>++++++++++++>++++++++++++>++++++++++>+++++++++++>+++++++++++>+++++>++++++++++>++++++>+<<<<<<<<<<<<<<<<<<<-]>-----.>-----.>.>-.>--.>---.>.>+.>++.>.>-----.>----.>.>-----.>+.>----.>++++.>++.>.>
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19楼

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20楼

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21楼

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22楼

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23楼

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24楼

写是写出来了,
就是自我感觉
不够完美,
可读性差,
而且检查错误
的功能也不好
还有,变量命名有什么
不合适的地方?

C语言基本是自学的,
没机会听别人的意见,
所以请高手兄弟们给看看
给个建议啊,呵呵

25楼

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26楼

上面的东西可以用8pm写的解释器来看的,是一段C程序,有没有热心的朋友把它还原出来呢

27楼

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28楼

如果 size > 3999 就溢出了。

29楼

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30楼

是这个样子的,我不知道怎么写才合适,正在看你的,大概看完了会明白一点

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