Brainfuck, вероятно, это самый безумный язык программирования, который встречается на свете. Сам язык состоит всего из 8 операторов, которыми можно написать практически любую программу, которую вы хотите. Для работы вам понадобится: компилятор или интерпретатор (приводятся в конце статьи - компилятор на ассемблере, интерпретатор Brainfuck-C); ASCII таблица; вероятно калькулятор :).

Основы

Главная идея Brainfuck - манипулирование памятью. Вам выдается 30.000 массив 1 байтовых блоков, хотя на самом деле размер массива зависит от компилятора или интерпретатора, но стандартный размер - 30.000. Внутри этого массива вы можете увеличивать указатель, значение в ячейке и так далее. Для работы, как я уже говорил, используется 8 операторов:

> = увеличение указателя памяти или смещение право на 1 блок
< = уменьшение или смещение влево на 1 блок
+ = увеличение значения в ячейке памяти, на которую ссылается указатель
- = соответственно уменьшение на единиц
[ = аналог цикла while(cur_block_value != 0)
] = если значение в ячейке на которую указывает указатель не равно нулю, то переход на [
, = аналог getchar(), ввод одного символа
. = аналог putchar(), вывод одного сивола на кончоль

Вводные правил

• Любые символы кроме описанных выше игнорируются
• Все значения в памяти устанавливаются на 0 в начале работы программы
• Циклов может быть сколько угодно, однако каждая [ должна заканчиваться]

И вернемся к нашим баранам. Напишем простую программу:

[-]

Что делается? По идее открывается цикл, уменьшается значение текущей ячейки на 1 и цикл продолжается до тех пор, пока значение не достигнет 0. Однако так как изначально все значения в памяти и есть 0, цикл никогда не начнется. 

Напишем другую программу:

+++++[-]

На С это аналогично такой программе:

*p=+5;
while(*p != 0){
*p--;
}

В этой программе мы увеличили значение по указателю на 5, потом открыли цикл, который уменьшал значение до 0. 

>>>>++

На выходе мы получим такой вид памяти.

Очевидно, что сначала мы увеличиваем указатель на 4 и затем два раза увеличиваем значение на 1 два раза. Разнообразим?

>>>>++<<+>>+

Получаем:

Опять же понятно, что сначала 2 записывается в четвертую ячейку, потом 1 во вторую и затем еще раз 1 прибавляется к 4. 

Давайте напишем программу, которая будет уже выводить нечто в консоль, например любимый всеми нами "Hello world". Выглядит она так:

>+++++++++[<++++++++>-]<.>+++++++[<++++>-]<+.
+++++++..+++.[-]>++++++++[<++++>-] <.
>+++++++++++[<++++++++>-]<-.--------.+++
.------.--------.[-]>++++++++[<++++>- ]<+.[-]++++++++++.

Круто? Настоящий Brainfuck... Разберем что происходит. Надо помнить, что мы имеем дело с кодами ASCII для вывода, так что надо оперировать именно такими кодами.

Первая часть:

>+++++++++[<++++++++>-]<.

Сдвигаемся вправо, оставляя первую ячейку пустой, записываем туда 9, открываем цикл. В цикле смещаемся влево, записываем туда 8, смещаемся вправо и уменьшаем значение на единицу.

Цикл идет до тех пор, пока во второй ячейке не станет 0. Не слишком трудные вычисления покажут, что в конце работы программы в первой ячейки памяти будет 72, во второй 0. Это код буквы Н, поэтому выводим ее в консоль. Продолжаем для каждого символа и в конце концов получаем заветные Hello world! Занятно, не правда ли? :)