Brainfuck to ezoteryczny język programowania stworzony przez Urbana Müllera około roku 1993. Nazywany też czasem Brainf*ck, Brainf***, lub po prostu BF.
Spis treści |
edytuj Budowa języka
Celem Müllera było stworzenie języka z jak najmniejszą liczbą instrukcji oraz jak najmniejszego kompilatora. Oryginalny kompilator, napisany na Amigę ma rozmiar 240 bajtów.
Jak sugeruje nazwa, programowanie w tym języku jest dosyć trudne. Bez względu na to w Brainfucku można zaimplementować dowolny algorytm, ponieważ jest on zupełny w sensie Maszyny Turinga.
Język opiera się o prosty model maszyny, składający się, oprócz programu, z tablicy bajtów (zazwyczaj 30000) zainicjalizowanych zerami, oraz wskaźnika do tej tablicy, zainicjalizowanego tak, aby wskazywał na jej pierwszy element.
edytuj Instrukcje
Brainfuck zawiera 8 następujących jednoznakowych instrukcji:
| Znak | Znaczenie | Odpowiednik w C |
|---|---|---|
> |
zwiększa wskaźnik o 1 | ++p |
< |
zmniejsza wskaźnik o 1 | --p |
+ |
zwiększa o 1 w bieżącej pozycji | ++(*p) |
- |
zmniejsza o 1 w bieżącej pozycji | --(*p) |
. |
wyświetla znak w bieżącej pozycji(ASCII) | putchar(*p) |
, |
pobiera znak i wstawia go w bieżącej pozycji(ASCII) | *p=getchar() |
|
skacze bezpośrednio za odpowiadający mu |
while(*p){ |
|
skacze do odpowiadającego mu |
} |
Przy czym "bieżąca pozycja" oznacza element w tablicy wskazywany przez wskaźnik (w odpowiednikach w C p oznacza wskaźnik!).
Wszystkie inne znaki są ignorowane, co jest przydatne przy pisaniu komentarzy.
edytuj Przykłady
edytuj Hello World!
Następujący program drukuje napis "Hello World!" na ekranie i przechodzi do nowej linii:
++++++++++ [ >+++++++>++++++++++>+++>+<<<<- ] Na początek ustawiamy kilka przydatnych później wartości >++. drukuje 'H' >+. drukuje 'e' +++++++. drukuje 'l' . drukuje 'l' +++. drukuje 'o' >++. spacja <<+++++++++++++++. drukuje 'W' >. drukuje 'o' +++. drukuje 'r' ------. drukuje 'l' --------. drukuje 'd' >+. drukuje '!' >. nowa linia
Dla względów czytelności kod programu został podzielony na kilka linii i zostały dodane komentarze. Brainfuck traktuje wszystkie znaki poza +-<>[],. jako komentarz. Równie dobrze powyższy program można by zapisać jako:
++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-]>++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++.>.+++.------.--------.>+.>.
edytuj Trywialne
edytuj Czyszczenie komórki
[-]
Prosty program który ustawia wartość w aktualnej komórce na 0. Mówiąc ściślej, tak długo dekrementuje wartość w aktualnej komórce, jak długo jest ona większa od 0.
edytuj Prosta pętla
,[.,]
Pętla, która pobiera z wejścia kolejne znaki i drukuje je na ekranie tak długo, aż wczytany zostanie znak końca pliku (EOF). W niektórych implementacjach znak EOF ma wartość -1, wtedy odpowiadający program wygląda następująco:
,+[-.,+]
edytuj Poruszanie wskaźnikiem
>,[.>,]
Ciekawsza wersja poprzedniego programu, tym razem dodatkowo zapisujemy wejście do kolejnych komórek.
edytuj Dodawanie
[->+<]
Powyższy kod dodaje wartość w aktualnej komórce do następnej komórki. Warto zauważyć, że zeruje to wartość w aktualnej komórce.
edytuj Wyrażenie warunkowe w pętli
,----------[----------------------.,----------]
Powyższy program pobiera wejście (małe litery alfabetu angielskiego) zakończone znakiem nowej linii (czyli wciśnięciem entera) i drukuje je, wcześniej zwiększając litery na wielkie.
Na początku wczytujemy pierwszy znak i odejmujemy od niego 10 (wartość znaku liczona jest w kodzie ASCII, znak nowej linii ma wartość ASCII 10). Gdyby wczytano znak nowej linii program zakończyłby się, w innym wypadku odejmujemy od niego 22 (razem z poprzednimi 10 odjęliśmy już 32, czyli różnicę między odpowiednimi małymi i wielkimi literami), drukujemy na ekranie, po czym znowu wczytujemy znak, odejmujemy 10 i wracamy do początku pętli.
edytuj Kopiowanie wartości z komórki
(Jako że przykłady robią się coraz bardziej skomplikowane przyjmijmy dla ułatwienia, że [0], [1], [2] i tak dalej odnoszą się do kolejnych komórek)
Powiedzmy, że chcemy skopiować wartość z [0] do [1]. Najprostszym sposobem jest intuicyjne:
[->+<]
Niestety, takie wywołanie ustawi wartość w [0] na 0. Aby odzyskać początkową wartość [0] możemy przekopiować [0] do [1] i [2] równocześnie, a następnie kopiując wartość z [2] do [0]. Program realizujący to zadanie wygląda tak:
[->+>+<<] kopiujemy z [0] do [1] i [2] >>[-<<+>>]<< kopiujemy z [2] do [0]
edytuj Nietrywialne
Poniżej widać proste implementacje podstawowych operacji arytmetycznych. Są one bardzo uproszczone, tzn. wejściem są dwie cyfry, także wynik musi być cyfrą.
edytuj Dodawanie
,>++++++[<-------->-],[<+>-]<.
Program wczytuje dwie jednocyfrowe liczby i drukuje rezultat dodawania. Niestety, program zadziała poprawnie tylko wtedy, gdy rezultat jest cyfrą.
43 7
Wczytujemy do [0] pierwszą cyfrę i odejmujemy od niej 48 (kody ASCII dla cyfr 0-9 to 48-57). Odejmowanie to jest zrobione za pomocą prostej pętli: najpierw wstawiamy 6 do [1], a następnie tak długo, jak [1] jest różna od zera odejmujemy 8 od [0], i w końcu odejmujemy 1 od [1]. Następnie wczytujemy drugą cyfrę do [1]. Następna pętla [<+>-] dodaje drugą liczbę do pierwszej i zeruje [1]. Na końcu drukujemy wartość z [0].
edytuj Mnożenie
,>,>++++++++[<------<------>>-] <<[>[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<-] >>>++++++[<++++++++>-]<.
Podobnie jak poprzednio, jednak tym razem mnożymy zamiast dodawać.
Pierwszą cyfrę przechowujemy w [0], drugą w [1]. Obie zmiejszamy o 48.
Tutaj zaczyna się pętla główna programu. Działamy według zasady: odejmij 1 od [0] po czym dodaj wartość z [1] do [2].
Na końcu dodajemy 48 do [2] i drukujemy rezultat na ekranie.
edytuj Dzielenie
,>,>++++++[-<--------<-------->>] przechowuje dwie cyfry w (0) i (1) od obu odejmujemy 48 <<[ powtarzaj dopóki dzielna jest niezerowa >[->+>+<<] kopiuj dzielnik z (1) do (2) i (3) (1) się zeruje >[-<<- odejmujemy 1 od dzielnej (0) i dzielnika (2), dopóki (2) nie jest 0 [>]>>>[<[>>>-<<<[-]]>>]<<] jeżeli dzielna jest zerem wyjdź z pętli >>>+ dodaj jeden do ilorazu w (5) <<[-<<+>>] kopiuj zapisany dzielnik z (3) do (2) <<<] przesuń wskaźnik na (0) i powtórz pętlę >[-]>>>>[-<<<<<+>>>>>] kopiuj iloraz z (5) do (0) <<<<++++++[-<++++++++>]<. dodaj 48 i drukuj wynik
Po wczytaniu dwóch cyfr powyższy program oblicza ich iloraz (ignorując resztę) i drukuje go na ekranie.
edytuj Zobacz też
Lista podobnych języków:
- Doublefuck, odmiana Brainfucka z dwoma buforami pamięci.
- Brainfork
- BrainQuack, odmiana Brainfucka z możliwością przeciążania operatorów
- PATH, połączenie Brainfucka i Befunge.
- SNUSP, podobnie, lecz ze stosem wywołań.
- L33t
- L00P
- Ook!
- QUOTE
- Aura (język programowania)
- Moo
- ETA
- Befunge
- Whitespace
- Malbolge
edytuj Linki zewnętrzne
|
|||||||||||||||||||||||||||||