自作言語にBrainf*ckを移植した

4866 ワード
Brainf*ck nouzen Brainf*ck テキストリンク

プログラム

"\0" code
0 $ ptr
512 @ mem
0 $ index

: execute {
    index @g code $ inst
    inst '\0' = ( [ )
    inst '>' = ( incp [ )
    inst '<' = ( decp [ )
    inst '+' = ( incb [ )
    inst '-' = ( decb [ )
    inst '.' = ( out [ )
    inst ',' = ( in [ )
    inst '[' = ( if [ )
    inst ']' = ( loop [ )
    ] ] ] ] ] ] ] ]
} ] ;

: next index 1 + $ index ;

: incp ptr 1 + $ ptr next ;
: decp ptr 1 - $ ptr next ;
: incb ptr @g mem 1 + ptr @s mem next ;
: decb ptr @g mem 1 - ptr @s mem next ;
: out ptr @g mem . next ;
: in ? ptr @s mem next ;
: if ptr @g mem ! ( next { index @g code ']' = ( [ ) next } ) ] next ;
: loop index 1 - $ index { index @g code '[' = ( [ ) index 1 - $ index } ] ;

実行例

上記のブログラムをbrainf.nzlという名前を付けて保存、以下のプログラムを記述し同じディレクトリに入れて実行する。

##> brainf.nzl

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

code execute

##>でbrainf.nzlをimportします。
ダブルコーテーションでBrainf*ckソースコードを文字列として埋め込み、codeという変数に格納し、executeサブルーチンを呼び出すことで実行できます。

> python nouzen.py hellobf.nz
Hello World!

解説

変数とサブルーチンの解説です。

変数

変数として以下のものが実装されています。

変数名 意味 記述
code ソースコードを格納する文字配列。 "\0" code
ptr メモリ上を指すポインタ。 0 $ ptr
mem データを格納するメモリ配列。 512 @ mem
index ソースコードの次の命令を指し示すための変数。 0 $ index

これらの値は変更可能なので、例えばメモリをもっと増やしたいと思えば1024 @ memとすれば良いです。executeを実行する前なら、importした先で書き換えることもできます。

サブルーチン

サブルーチン名 意味
execute 実行サブルーチンです。空文字\0が見つかるまで実行し続けます。
next indexをインクリメントして次の命令の実行をします。
incp ポインタをインクリメントします。
decp ポインタをディクリメントします。
incb ポインタが指し示しているメモリの値をインクリメントします。
decb ポインタが指し示しているメモリの値をディクリメントします。
out ポインタが指し示しているメモリの値を文字として標準出力します。
in 標準入力から1文字を取得し、その値をポインタが指し示しているメモリへ格納します。
if ポインタが指すメモリの値が0だったら直後の]までジャンプします。
loop 直前の[までジャンプします

参考文献

こちらのサイトを参考にさせていただきました。
Brainf*ck
The Brainfuck Programming Language

おわりに

これでついに私のプログラミング言語もひとつの壁を突破したわけですが（本当か？）、前々からやりたいと思っていた先祖返り的なことができて良かったです。
それはそれとして、暗号みたいなソースコードからHello World!と出力されるのは特別なことをしているような気分になるので皆さんもご自身の手でBrainf*ckを実装してみてはいかがでしょうか？
最後まで読んでくださってありがとうございました。 MLFEでnouzenを実装するのはいつになるんだ…