brainfuck解码工具
Brainfuck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**k,甚至被简称为BF。
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、符合图灵完全思想的编程语言。这种语言由八种状态构成,为Amiga机器编写的编译器(第二版)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。
这种语言,是一种按照“Turing complete(图灵完备)”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。
字符标识
编辑 播报
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,向后跳转到对应的]指令的次一指令处 |
] |
如果指针指向的单元值不为零,向前跳转到对应的[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 =getch(); |
[ |
while (*ptr) { |
] |
} |
当前位置清零
[-] 将当前指针的值归零
之前位置清零
[[-]<] 将当前指针以及之前的指针归零
字符I/O
,. 从键盘读取一个字符并输出到屏幕上。
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",[.[-],]"。
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。
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)。
条件指令
编辑 播报
,----------[----------------------.,----------]
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。
加法
编辑 播报
,>++++++[<-------->-],,[<+>-],<.>.
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。
乘法
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,>,,>++++++++[<------<------>>-]<<[>[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<-]>>>++++++[<++++++++>-],<.>.
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该方法)。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。
除法
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,>,>++++++[-<--------<-------->>]
从简单储存2个数字符到[0]和[1],并各自减去48
<<[ 这是一个主循环,在被除数,也就是[0]的值为0后循环跳出
>[->+>+<<] 从单元1中复制除数的值到[2]和[3],设[1]为0
>[-<<- 被除数[1]减去除数[2],结果将储存在[0],并且[2]将归0
[>]>>>[<[>>>-<<<[-]]>>]<<] 如果被除数[0]为0,跳出循环
>>>+ 加1值商到[5]
<<[-<<+>>] 从[3]复制除数到[1]
<<<] 移动指针到[0]
>[-]>>>>[-<<<<<+>>>>>] 从[5]复制商到[0] (这步不是必须的,但会更清楚)
<<<<++++++[-<++++++++>]<.
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