Brainfuck
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Brainfuck，简称BF，是一种极小化的程序语言，由Urban Müller在1993年创造。Fuck在英語中是髒話，所以这种语言有时称为Brainf*ck或Brainf***，或者只用简称。
概述 编辑
Müller的目标是创建一种简单的、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。这个语言由八种运算符构成，为Amiga机器编写的编译器（第二版）只有240个字节大小。[1]
Brainfuck 的名字已经暗示出来，它的程序代码很难读懂。尽管如此，Brainfuck仍然可以像图灵机一般完成任何计算任务。它虽然计算方式与众不同，但确实能够正确运行。
这种语言基于一个简单的机器模型。这个机器除了指令以外，还包括：一个以字节为单位、已初始化为零的数组、一个指向该数组的指针（开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 |
+ | 指针所指字节的值加一 |
- | 指针所指字节的值减一 |
. | 输出指针所指字节内容（ASCII码） |
, | 向指针所指的字节输入内容（ASCII码） |
[ | 若指针所指字节的值为零，则向后跳转，跳转到其对应的]的下一个指令处 |
] | 若指针所指字节的值不为零，则向前跳转，跳转到其对应的[的下一个指令处 |
Brainfuck指令可以逐一替换，翻译成C语言（假设ptr是char *类型）的语句之类：
| Brainfuck | C |
|---|---|
> | ++ptr; |
< | --ptr; |
+ | ++*ptr; |
- | --*ptr; |
. | putchar(*ptr); |
, | *ptr = getchar(); |
[ | while (*ptr) { |
] | } |
例子 编辑
Hello World! 编辑
在屏幕上打印Hello World!：
++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-] >++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++. >.+++.------.--------.>+.>. 目前位置归零 编辑
[-] 字符I/O 编辑
,. 从键盘读取一个字符并输出到屏幕上。
简单的循环 编辑
,[.,] 这是一个循环，连续从键盘读取字符，回显到屏幕上。注意，这里假定0表示输入结束，但有些系统并非如此。如果是-1表示输入结束，代码就应是,+[-.,+]。如果是输入未改变表示输入结束，代码则是,[->+>-<<]>[-<+>]>[[-]<<.[->>+<<],[->+>-<<]>[-<+>]>]。
指针维护 编辑
>,[.>,] 移动指针，保存所有的输入，供后面的程序使用。
加法 编辑
[->+<] 把当前位置的值加到后面的单元中（会让左边的单元归零）。
条件指令 编辑
,----------[----------------------.,----------] 从键盘读来小写字符，转成大写。按回车键退出程序。
首先，通过,读入第一个字符并把它减10（10 在大多数情况下为换行符 LF 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减到了零。如果输入的字符不是换行符（比如是一个小写字符），程序就进入循环。在这里再减去剩下的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……退出了循环，后面没有了其他指令，程序便随之终止。
加法器 add(summand, addend, *sum) 编辑
>>[-]>[-]<<< // 清空 cell #2 和 #3 [->>+>+<<<] // cell #0 的值移到 cell #2 和 #3 > >>[-<<<+>>>]<< // cell #3 的值移到 cell #0 [->+>+<<] // cell #1 的值移到 cell #2 和 #3 >>[-<<+>>]<< // cell #3 的值移到 cell #1 < 将保存在 cell #0 和 #1 中的两个整数相加，结果保存在 cell #2。 以 cell #3 为临时变量，保证了原来的两个存储单元数值不变，方便以后使用。
代码运行前，指针指向 cell #0，
第一步，先将 cell #2 和 cell #3 清空，确保不会有多余的数据影响运算结果；
第二步，将 cell #0 的值同时转移到 cell #2 和 cell #3，再用 cell #3 来恢复 cell #0 的值；
第三步，将 cell #1 的值同时转移到 cell #2 和 cell #3，再用 cell #3 来恢复 cell #1 的值；
最后，指针归位（回到初始位置），方便后续运算。
乘法器 multiply(multiplicand, multiplier, *product) 编辑
>>[-]>[-]>[-]<<<< // 清空 cell #2、 #3 和 #4 [-> // cell #0 的值减 1 [->+>+<<] // cell #1 的值加进 cell #2 和 #3 >> [-<<+>>] // cell #3 的值移回 cell #1 >+< // cell #4 的值加 1，这样外循环结束时 cell #4 的值和 cell #0 原来的值就相等 << <] >>>>[-<<<<+>>>>]<<<< // cell #4 的值移回 cell #0 跟上面的“加法器”类似，这个“乘法器”将保存在 cell #0 和 cell #1 的两个整数相乘，结果保存在 cell #2。 同样使用了临时变量，保证了原来的两个存储单元数值不变，方便以后使用。
更多代码解析请参见 https://github.com/moky/BrainFuck （页面存档备份，存于互联网档案馆）
注释 编辑
参考资料 编辑
- ^ . Aminet. [2013-10-30]. （原始内容存档于2005-11-06）.
外部链接 编辑
- Brian Raiter, Muppetlabs. Brainfuck：八条指令的图灵完全编程语言（页面存档备份，存于互联网档案馆）。这个网站包括一个Brainfuck程序quine。
- 有许多Brainfuck实现、程序和quine。
- Frans Faase. BF is Turing Complete（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- BrainFuck Codes - moky（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Brainfuck - Esolang（页面存档备份，存于互联网档案馆）