BrainF**k的C解释器

啦啦啦转载自coolshell.cn,作者陈皓

BF语言介绍

Brainfuck，是一种极小化的计算机语言，它是由Urban Müller在1993年创建的。这种语言有时被称为brainf**k或brainf***，甚至被简称为BF。这种 语言，是一种按照“Turing complete（完整图灵机）”思想设计的语言，它的主要设计思路是：用最小的概念实现一种“简单”的语言，BrainF**k 语言只有八种符号，所有的操作都由这八种符号的组合来完成。

BF基于一个简单的机器模型，除了八个指令，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。

下面是这八种指令的描述，其中每个指令由一个字符标识：

（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）：

BF解释器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//exit()函数的头文件

/*hello_world_BF.txt 
out.txt 
*/
int  p, r, q;
char a[5000], f[5000], b, o, *s=f;
 
void interpret(char *c)
{
    char *d;
 
    r++;
    while( *c ) {
        //if(strchr("<>;+-,.[]\n",*c))printf("%c",*c);
        switch(o=1,*c++) {
            case ‘<‘: p--;        break;
            case ‘>‘: p++;       break;
            case ‘+‘: a[p]++;     break;
            case ‘-‘: a[p]--;     break;
            case ‘.‘: putchar(a[p]); fflush(stdout); break;
            case ‘,‘: a[p]=getchar();fflush(stdout); break;
            case ‘[‘:
                for( b=1,d=c; b && *c; c++ )
                b+=*c==‘[‘, b-=*c==‘]‘;
                if(!b) {
                    c[-1]=0;
                    while( a[p] )
                    interpret(d);
                    c[-1]=‘]‘;
                    break;
                }
            case ‘]‘:
                puts("UNBALANCED BRACKETS"), exit(0);
            case ‘#‘:
                if(q>2)
                printf("%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d\n%*s\n",
                *a,a[1],a[2],a[3],a[4],a[5],a[6],a[7],a[8],a[9],3*p+2,"^");
                break;
            default: o=0;
        }
        if( p<0 || p>100)
            puts("RANGE ERROR"), exit(0);
    }
    r--;
    //        chkabort();
}
 
int main(int argc,char *argv[])
{
    FILE *z;
 
    q=argc;
 
//    if(z=fopen(argv[1],"r")) {
    if(z=fopen("hello_world_BF.txt","r")) {
        while( (b=getc(z))>0 )
            *s++=b;
        *s=0;
        interpret(f);
    }
    
    fclose(z);
    
    return 0;
}

测试样例:

$ cat hello_world_BF.txt

+++ +++ +++ +           initialize counter (cell #0) to 10
[                       use loop to set the next four cells to 70/100/30/10
    > +++ +++ +             add  7 to cell #1
    > +++ +++ +++ +         add 10 to cell #2
    > +++                   add  3 to cell #3
    > +                     add  1 to cell #4
    <<< < -                 decrement counter (cell #0)
]
>++ .                   print ‘H‘
>+.                     print ‘e‘
+++ +++ +.              print ‘l‘
.                       print ‘l‘
+++ .                   print ‘o‘
>++ .                   print ‘ ‘
<<+ +++ +++ +++ +++ ++. print ‘W‘
>.                      print ‘o‘
+++ .                   print ‘r‘
--- --- .               print ‘l‘
--- --- --.             print ‘d‘
>+.                     print ‘!‘
>.                      print ‘\n‘

Hello World!
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