Module:Sandbox/あめろ/Brainfuck

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执行Brainfuck程序。

用法

参数1为代码。代码中，除+、-、<、>、[、]、,和.之外的字符都将被忽略。

参数2为输入。输入的内容将按字节而非Unicode码位读取。输入的内容末尾会被添加-1 (0xFF)作为EOF。

返回程序的输出。

示例

Hello, World!

输出“Hello, World!”。

{{User:あめろ/Brainfuck|
+[-->-[>>+>-----<<]<--<---]>-.>>>+.>>..+++[.>]<<<<.+++.------.<<-.>>>>+.
}}

执行结果：User:あめろ/Brainfuck

字母小写化

花了一夜肝出来的，水平不好。

{{User:あめろ/Brainfuck|1=
[由于内存单元初始是0，这对方括号里的代码（+-<>[],.）会被跳过，所以可以当作文档注释。
该程序实现了将输入的内容中的大写字母转换为对应小写字母，而其它字符不变。]

MEM: zero zero charIn
     ^ 0    0     0
>>(charIn),+[-                          读取字符，当字符不是EOF时进入循环
    将charIn减'A'，并复制为两份：charCpy在下一段用，charOut在最终输出的时候用。
    MEM: charOut charCpy charIn counter
            0       0     ^ X      0
    >(counter)++++++++[<-------->-]<-   charIn减'A'的ASCII码65 (8 * 负8 减 1)
    (charIn)[<+<+>>-]                   复制charIn到charCpy和charOut中

    判断是charCpy否小于等于26，若是，则isLT26非0。
    MEM: charOut charCpy isLT26 temp doesDec
            X       X     ^ 0     0     0
    >(temp)+++++[<+++++>-]<+            isLT26 = 26 (LT: less than)
    <(charCpy)[
        >(isLT26)[>(temp)+>(doesDec)[-]+<<-]
        >(temp)[<+>-]                   上一行和此行：isLT26非0时，使doesDec为1
        >(doesDec)[<<->>-]              若doesDec，则isLT26减1、doesDec减1
        <<<(charCopy)-                  charCopy减1
    ]

    如果是小写字母，输出对应大写字母；否则输出本身。
    MEM: charOut counter isLT26
            X     ^ 0       B
    >(isLT26)[                          isLT26非0时
        <(counter)++++[<++++++++>-]     charOut加32 (4 * 8)
        >(isLT26)[-]                    将isLT26清零，以退出循环
    ]
    <(counter)++++++++[<++++++++>-]<+   charOut加65 (8 * 8 加 1)
    (charOut).[-]                       输出并清零

    MEM: zero zero charIn
         ^ 0    0     0
    >>(charIn),+                        读取下一个字符
]
|2=ABcdEf123}}

去掉注释：

{{User:あめろ/Brainfuck|
>>,+[->++++++++[<-------->-]<-[<+<+>>-]>+++++[<+++++>-]<+<[>[>+>[-]+<<-]>[<+>-]>[<<->>-]<<<-]>[<++++[<++++++++>-]>[-]]<++++++++[<++++++++>-]<+.[-]>>,+]
|ABcdEf123}}

执行结果：User:あめろ/Brainfuck

注释

--[[
-- Brainfuck解析器
--
-- 作者：amero
-- 协议：MIT License
--]]

local insert = table.insert
local push = insert
local remove = table.remove
local pop = remove

local Brainfuck = {}

function Brainfuck._main(commands, input)
	-- 数据
	local cells = setmetatable({}, {
			__index = function(t, k) return 0 end,
		})
	local dp  -- data pointer
	local input_buffer
	local output_buffer

	-- 指令
	local instructions
	local bracket_pair_index
	local ip  -- instruction pointer
	local commands_len
	local command_funcs

	instructions = {
		['>'] = function()
			dp = dp + 1
		end,

		['<'] = function()
			dp = dp - 1
		end,

		['+'] = function()
			cells[dp] = (cells[dp] + 1) % 256
		end,

		['-'] = function()
			cells[dp] = (cells[dp] - 1) % 256
		end,

		['.'] = function()
			insert(output_buffer, cells[dp])
		end,

		[','] = function()
			cells[dp] = remove(input_buffer, 1)
		end,

		['['] = function()
			if cells[dp] == 0 then
				ip = bracket_pair_index[ip]
			end
		end,

		[']'] = function()
			if cells[dp] ~= 0 then
				ip = bracket_pair_index[ip]
			end
		end,
	}

	-- 预处理代码。创建成对的括号索引；将字符串转换为函数序列
	commands = string.gsub(commands, '[^><%+%-%.,%[%]]', '')
	command_funcs = {}
	bracket_pair_index = {}
	do
		local i = 1
		local bracket_stack = {}
		for char in string.gmatch(commands, '.') do
			command_funcs[i] = instructions[char]

			-- 寻找'['对应的']'，并创建索引
			if char == '[' then
				push(bracket_stack, i)
			elseif char == ']' then
				assert(#bracket_stack > 0, '方括号不配对')
				local left = pop(bracket_stack)
				bracket_pair_index[left] = i
				bracket_pair_index[i] = left
			end

			i = i + 1
		end
		assert(#bracket_stack == 0, '方括号不配对')
		commands_len = i - 1
	end

	-- 运行
	ip, dp = 1, 1
	input_buffer = input and { string.byte(input, 1, #input) } or {}
	insert(input_buffer, 0xFF)  -- EOF
	output_buffer = {}

	while ip <= commands_len do
		command_funcs[ip]()
		ip = ip + 1
	end

	return string.char(unpack(output_buffer))
end

function Brainfuck.main(frame)
	local parent = frame:getParent()
	if parent and parent:getTitle() == 'User:あめろ/Brainfuck' then
		frame = parent
	end
	local args = frame.args
	return Brainfuck._main(args[1], args[2])
end

return Brainfuck