Brainfxxx
ภาษา Brainfuck (ต่อไปจะเรียกสั้น ๆ ว่า BF) เป็นภาษาโปรแกรมประหลาดภาษาหนึ่ง ที่ออกแบบในปี 1993 โดย Urban Müller
ในข้อนี้เราจะเขียนโปรแกรมภาษา BF ให้ทำงานต่าง ๆ ก่อนอื่นมารู้จักภาษานี้กันก่อน
เนื้อหา
ภาษา BF
โมเดลของคอมพิวเตอร์ของภาษานี้จะมีหน่วยความจำที่ในแต่ละช่องเก็บข้อมูลขนาด 8 บิต จำนวน 30,000 ช่อง เมื่อเริ่มทุกช่องมีค่าเป็น 0 และพอยน์เตอร์สำหรับชี้ตำแหน่ง คำสั่งในภาษานี้มีทั้นสิ้น 8 คำสั่ง แต่ละคำสั่งเป็นตัวอักษรหนึ่งตัวดังตารางด้านล่าง:
| ตัวอักษร | ความหมาย |
|---|---|
>
|
เพิ่มค่าของพอยน์เตอร์ (ขยับไปยังช่องทางขวา) |
<
|
ลดค่าของพอยน์เตอร์ (ขยับไปทางซ้าย) |
+
|
เพิ่มค่าของข้อมูลที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่ขึ้นหนึ่ง |
-
|
ลดค่าของข้อมูลที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่ลงหนึ่ง |
.
|
พิมพ์ข้อมูลที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่ (ดูรายละเอียดด้านล่าง) |
,
|
อ่านข้อมูลหนึ่งตัวอักษรแล้วเก็บที่ตำแหน่งที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่ |
[
|
ถ้าข้อมูลที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่มีค่าเป็น 0 ให้กระโดดไปยังคำสั่งที่อยู่ถัดจากวงเล็บ ] ที่จับคู่กับมัน |
]
|
(จับคู่กับวงเล็บเปิด)ถ้าข้อมูลที่พอยน์เตอร์ชี้อยู่มีค่าไม่เท่ากับ 0 ให้กระโดดกลับไปทำงานที่คำสั่งถัดจากวงเล็บ [ ที่จับคู่กับมัน |
ภาษา BF สามารถแปลงให้เป็นภาษา C ได้ไม่ยากด้วยวิธีการแปลงด้านล่าง กำหนดให้ ptr มี type เป็น unsigned char* และชี้ที่อาร์เรย์ในหน่วยความจำที่เริ่มต้นมีค่าเป็น 0
| คำสั่ง | คำสั่งในภาษา C |
|---|---|
| (Program Start) | char array[30000];
|
> |
++ptr;
|
< |
--ptr;
|
+ |
++*ptr;
|
- |
--*ptr;
|
. |
putchar(*ptr);
|
, |
*ptr=getchar();
|
[ |
while (*ptr) {
|
] |
}
|
การปรับแต่งภาษา BF ในข้อนี้เพื่อให้การรับข้อมูลและอ่านข้อมูลเป็นไปได้ง่ายขึ้น เราจะไม่ใช้รหัส ASCII ในการทำงาน แต่จะเข้ารหัสข้อมูลที่ในการแสดงผลดังนี้ ข้อมูล 0 จะแทนอักขระ '@', ข้อมูล 1 - 10 จะแทนอักขระ '0' - '9', 11 - 36 แทน 'A'-'Z', 37 - 62 แทน 'a' - 'z' นอกจากนี้ ข้อมูลที่มีค่าระหว่าง 245 - 255 จะถูกแทนด้วยอักขระ !"$$%&'()*+,- ตามลำดับ การแทนรหัสนี้จะใช้ทั้งในการแสดงผลและในการอ่านข้อมูล
ตัวอย่าง
Hello
ด้านล่างเป็นโปรแกรมที่พิมพ์คำว่า Hello
++++++++++++++++++. +++++++++++++++++++++++. +++++++.. +++.
ถ้าจะเขียนให้อยู่ในหนึ่งบรรทัดก็ได้
++++++++++++++++++.+++++++++++++++++++++++.+++++++..+++.
โปรแกรมดังกล่าวอาจจะดูน่าเบื่อ เราสามารถเขียนโดยใช้ลูปได้ดังนี้
++++ [ > ++++ < - ] > ++. > ++++++ [ > ++++++ < - ] > +++++. +++++++.. +++.
หรือเขียนในบรรทัดเดียว
++++[>++++<-]>++.>++++++[>++++++<-]>+++++.+++++++..+++.
เราจะมี interpreter ของภาษา BF ให้โหลด และสามารถดูโค้ด รวมถึงแก้ไขเพื่อช่วยในการ debug ได้
โปรแกรมอื่น ๆ
ด้านล่างเป็นโปรแกรมที่รับค่าและพิมพ์ค่าที่เพิ่มขึ้น 1 จนกระทั่งผู้ใช้ใส่ค่า 0 (ใส่โดยป้อน @)
+,[+.,]
งานของคุณ
- โหลด interpreter ที่ http://theory.cpe.ku.ac.th/~jittat/ioi/2014/bfck/ (แก้มาจาก https://github.com/cyberpython/Bfck/blob/master/bfck.c )
ปัญหาย่อยที่ 1 [5]
เขียนโปรแกรมรับอักขระแทนจำนวนเต็ม 1 หลัก ที่มีค่าระหว่าง 0-8 จากนั้นพิมพ์ค่าดังกล่าวที่เพิ่มค่าขึ้น 1
4 > 5
ข้อมูลที่พิมพ์ออกมาแสดงด้วยบรรทัดที่ขึ้นต้นด้วย >
ปัญหาย่อยที่ 2 [10]
เขียนโปรแกรมรับอักขระแทนจำนวนเต็ม 1 หลัก สองตัว (รับทีละตัว) จากนั้นพิมพ์ผลรวม (สมมติว่าผลรวมมีค่าไม่เกิน 9)
3 5 > 8
ปัญหาย่อยที่ 3 [10]
เขียนโปรแกรมรับอักขระแทนจำนวนเต็ม 2 หลัก สองตัว (รับทีละตัว) จากนั้นพิมพ์ผลรวม (สมมติว่าในการบวกไม่มีการทดเลขเกิดขึ้น) ด้านล่างเป็นตัวอย่างของการบวก 12 เข้ากับ 43
1 2 4 3 > 55
ปัญหาย่อยที่ 4 [10]
รับสตริงที่สิ้นสุดด้วย 0 (อักขระ @) เมื่อรับเสร็จแล้วพิมพ์สตริงนั้นกลับมา
a b Z e @ > abZe
ปัญหาย่อยที่ 5 [5]
รับสตริงที่สิ้นสุดด้วย 0 (คืออักขระ @ และจะไม่นับ @ เป็นส่วนหนึ่งของสตริง) เมื่อรับเสร็จแล้วพิมพ์สตริงนั้นกลับมาแบบย้อนกลับ
a b Z e @ > eZba
ปัญหาย่อยที่ 6 [15]
รับอักขระสองตัว ที่เป็นตัวเลขหรือตัวอักษรภาษาอังกฤษพิมพ์ใหญ่หรือพิมพ์เล็ก ถ้าตัวแรกมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับตัวที่สองให้พิมพ์ 1 ไม่เช่นนั้นให้พิมพ์ 2
7 a > 2
a Z > 1
ปัญหาย่อยที่ 7 [20]
เขียนโปรแกรมรับอักขระแทนจำนวนเต็ม 2 หลัก สองตัว (รับทีละตัว) จากนั้นพิมพ์ผลรวม ด้านล่างเป็นตัวอย่างของการบวก 13 เข้ากับ 48 สมมติว่าผลลัพธ์เป็นเลขสองหลักเท่านั้น
1 3 4 8 > 61
ปัญหาย่อยที่ 8 [25]
เขียนโปรแกรมรับสตริงที่ประกอบด้วยอักขระ 1 และ 0 และจบด้วย @ (ไม่นับ @ เป็นส่วนหนึ่งของสตริง) จากนั้นพิมพ์ 1 ถ้าสตริงเป็น palindrome พิมพ์ 0 ถ้าสตริงไม่เป็น palindrome
1 1 0 1 1 @ > 1
1 1 0 @ > 0
