golang実装brainfuck解釈器
8212 ワード
brainfuck 極めて簡略化されたesotericプログラミング言語で、卵痛プログラミング言語に訳すことができるかもしれないが、8つの命令しかない.これを使ってプロジェクトをすれば、アセンブリプログラミングよりも卵が痛いはずだが、トゥーリンは完全だという.ハローワールドはこうです
コード全体は+,-,>,<,,,,[,],で構成されている.
Character Meaning
>データポインタの追加 (現在の右側のメモリセルを指す).
<データポインタを減らす(現在の左メモリセルを指す).
+現在のメモリセルに1を追加
- 現在のメモリセルに対して1を減算
・メモリセル
、現在のデータポインタが指すメモリユニットに1バイトの入力を受け入れます.
[現在のデータポインタが指すセルの値が0以外の場合、ループに入り、[後の命令を実行します.そうでない場合、この[一致する]に前にジャンプしてから実行を開始します.
]現在のデータポインタが指すセルの値が0でない場合、後ろにジャンプして、これに一致する[後で実行します.そうでない場合、通常のプロセスは、下に実行します.
brainfuckコマンド c言語等価操作
(Program Start) char array[infinitely large size] = {0};
char *ptr=array;
>++ptr;
< --ptr;
+++*ptr;
- --*ptr;
. putchar(*ptr);
, *ptr=getchar();
[ while (*ptr) {
] }
hello.b:
./brainfuck add.b
1234+0001=
1235
fib.b:
>++++++++++>+>+[
[+++++[>++++++++<-]>.<++++++[>--------<-]+<<<]>.>>[
[-]<[>+<-]>>[<<+>+>-]<[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-
[>+<-[>+<-[>+<-[>[-]>+>+<<<-[>+<-]]]]]]]]]]]+>>>
]<<<
]
./brainfuck fib.b
++++++++[>++++[>++>+++>+++>+<<<<-]>+>+>->>+[<]<-]>>.>---.+++++++..+++.>>.<-.<.+++.------.--------.>>+.>++.コード全体は+,-,>,<,,,,[,],で構成されている.
Character Meaning
>データポインタの追加 (現在の右側のメモリセルを指す).
<データポインタを減らす(現在の左メモリセルを指す).
+現在のメモリセルに1を追加
- 現在のメモリセルに対して1を減算
・メモリセル
、現在のデータポインタが指すメモリユニットに1バイトの入力を受け入れます.
[現在のデータポインタが指すセルの値が0以外の場合、ループに入り、[後の命令を実行します.そうでない場合、この[一致する]に前にジャンプしてから実行を開始します.
]現在のデータポインタが指すセルの値が0でない場合、後ろにジャンプして、これに一致する[後で実行します.そうでない場合、通常のプロセスは、下に実行します.
brainfuckコマンド c言語等価操作
(Program Start) char array[infinitely large size] = {0};
char *ptr=array;
>++ptr;
< --ptr;
+++*ptr;
- --*ptr;
. putchar(*ptr);
, *ptr=getchar();
[ while (*ptr) {
] }
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"os"
)
// brainfuck ，
type tape struct {
mem []byte
pos int
}
func TapeNew() *tape {
t := new(tape)
t.mem = make([]byte, 4096)
return t
}
//. ， putchar(*ptr)
func (t *tape) get() byte { return t.mem[t.pos] }
//, ， *ptr = getchar()
func (t *tape) set(val byte) { t.mem[t.pos] = val }
//+ ， ++*ptr
func (t *tape) inc() { t.mem[t.pos]++ }
//- ， --*ptr
func (t *tape) dec() { t.mem[t.pos]-- }
//> , ++ptr
func (t *tape) forward() {
t.pos++
if len(t.mem) <= t.pos {
t.mem = append(t.mem, 0)
}
}
//< ，--ptr
func (t *tape) backward() { t.pos-- }
func interpret(prog string, whilemap map[int]int) {
pc := 0
tape := TapeNew()
var tmp byte
for pc < len(prog) {
switch prog[pc] {
case '>':
tape.forward()
case '<':
tape.backward()
case '+':
tape.inc()
case '-':
tape.dec()
case '.':
c := tape.get()
fmt.Printf("%c", c)
case ',':
fmt.Scanf("%c", &tmp)
tape.set(tmp)
case '[':
if tape.get() == 0 {
pc = whilemap[pc]
}
case ']':
if tape.get() != 0 {
pc = whilemap[pc]
}
}
pc++
}
}
func parse(prog string) (string, map[int]int) {
parsed := make([]byte, 0)
pcstack := make([]int, 0)
// [, ], ( )
whilemap := make(map[int]int, 128)
pc := 0
for _, char := range prog {
//fmt.Printf("got char: %c
", char)
switch char {
case '>', '<', '+', '-', '.', ',', '[', ']':
parsed = append(parsed, byte(char))
if char == '[' {
pcstack = append(pcstack, pc)
} else if char == ']' {
last := len(pcstack) - 1
left := pcstack[last]
pcstack = pcstack[:last]
right := pc
whilemap[right] = left
whilemap[left] = right
}
pc++
}
}
return string(parsed), whilemap
}
func main() {
if len(os.Args) < 2 {
fmt.Printf("Usage: %s <brainfuck source file>
", os.Args[0])
os.Exit(1)
}
c, err := ioutil.ReadFile(os.Args[1])
if err != nil {
fmt.Printf("read brainfuck file failed!
")
os.Exit(2)
}
interpret(parse(string(c)))
}hello.b:
++++++++[>++++[>++>+++>+++>+<<<<-]>+>+>->>+[<]<-]>>.>---.+++++++..+++.>>.<-.<.+++.------.--------.>>+.>++.
./brainfuck hello.b
Hello World!
add.b:
>> +
[- >,>+<
----- ----- ----- ----- ; checking with ascii 43 ie plus symbol
----- ----- ----- -----
---
[
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ +++++
+++
< ] >>
]
; first input is over and terminated by a 'plus' symbol
<->>>>>+
[- >,>+<
----- ----- ----- ----- ; checking with ascii 61 ie = symbol
----- ----- ----- -----
----- ----- ----- ------
[
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ ++++++
< ] >>
]
; second input is over and terminated by an = symbol
; now the array looks like 0 0 0 49 0 50 0 0 0 0 0 0 0 0 49 0 53 0 0 1 0
; for an input 12'plus'15=
<<<<
[<+<]
; filled with 1's in between
+ [<+>-<<[>-]>] ; This is a special loop to traverse LEFT through indefinite no of 0s
; Lets call it left traverse
<<
[<+<]
>[>]<
; now the array looks like
; 0 0 1 49 1 50 0 0 0 0 0 0 0 1 49 1 53 0 0 1 for eg:12plus15
[
[->+> + [>+<->>[<-]<] ; Right traverse
>>[>]<+ [<]
+ [<+>-<<[>-]>] ; Left traverse
<<-<
]
+ [>+<->>[<-]<]
>> [>] <<-<[<]
+ [<+>-<<[>-]>]
<<-<
]
; now actual addition took place
; ie array is 00000000000000 98 0 103 0 0 1
+ [>+<->>[<-]<]
>>
[
----- ----- ----- -----
----- ----- ----- -----
----- ---
>>]
; minus 48 to get the addition correct as we add 2 ascii numbers
>-< ; well an undesired 1 was there 2 place after 103 right ? just to kill it
; now the array is 00000 00000 0000 50 0 55
; now comes the biggest task Carry shifting
<<
[<<]
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++
[>>]
; we added a 48 before all the digits in case there is an overall carry
; to make the size n plus 1
; array : 00000 00000 00 48 0 50 0 55
<<
<<
[
[>>->[>]>+>>>> >>>+<<<< <<<<<[<]><<]
>+[>]>-
[-<<[<]>+[>]>]
>>>>>+>>>
+++++ +++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++
<
; comparison loop: 0 1 0 a b 0
; (q) (p) (num) (58)
[->-[>]<<] ; comparison loop to check each digit with 58: greater means
; we need to minus 10 and add 1 to next significant digit
<[-
; n greater than or equal to 58 (at p)
<<<< <<<
[<]+
>
----- ----- ; minus 10 to that digit
<<+ ; plus 1 to next digit
>
[>]
>>>>>>
]
< [-<
; n less than 58 (at q)
<<<<<<
[<]+
[>]
>>>>>
]
; at (q)
>>>[-]>[-]
<<<<< <<<<<
[<]>
<<
]
; Its all over now : something like 0 48 0 52 0 66 ( ie 0 4 18 )
; will turn into 0 48 0 53 0 56 (ie 0 5 8)
>>
----- ----- ----- -----
----- ----- ----- -----
----- ---
; here we are just checking first digit is 48 or not
; its weird to print 0 ahead but it is defenitely needed
; if it is 49 ie 1
[
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++++ +++++ +++++
+++++ +++
.
[-]
]
>>
[.>>]
+++++ +++++
. ; to print nextline : ascii 10./brainfuck add.b
1234+0001=
1235
fib.b:
>++++++++++>+>+[
[+++++[>++++++++<-]>.<++++++[>--------<-]+<<<]>.>>[
[-]<[>+<-]>>[<<+>+>-]<[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-[>+<-
[>+<-[>+<-[>+<-[>[-]>+>+<<<-[>+<-]]]]]]]]]]]+>>>
]<<<
]
./brainfuck fib.b