劲爆的语言应该用劲爆的音乐来衬托！

前言

在以往的CTF比赛中，遇见过BF（可不是BoyFriend….我倒是缺个GirlFriend/(ㄒoㄒ)/~），第一次见这种语言的时候完全蒙了，因为完全不知道知识什么，还以为是某种神奇的编码。。。后来一搜才知道这竟然是一种神奇的语言。。。。还好网上又很多关于Brainfuck的解释器，或者是自己写一一个也可以，解释一下就OK了

简介

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（完整图灵机）”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。

操作符

下面是这八种状态的描述，其中每个状态由一个字符标识：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

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

小例子

这里转一个别人写的小例子，感觉很有趣，跟着例子过一遍，应该就是理解的差不多了。。

将八个操作符 < > + - [ ] . , 分别转写为：

1
2
3
4
5
6
7
8

> 右
< 左
+ 上
- 下
[ 始
] 终
. 写
, 读

然后找一张方格纸，对就是小学作文本那种，一支铅笔（不，钢笔不行，Lamy 的也不行），一块橡皮，一张从你的旧 C 语言书上撕下来的 ASCII 码表。

现在来看 +++[>+<-] 这行程序。按照我们的转写，它变成：上上上始右上左下终。

接下来在你的方格纸上的第一个格子里写下 0 。

［0］

很好。现在我们一边读转写好的程序，一边按照以下规则行事：
遇到什么都没写的格子就当里面写了 0

1
2
3
4
5
6
7
8

右：向右移动一个格子。嗯你盯着它看就行了，什么都不用做 
左：向左移动一个格子 
上：给格子里的数字加上 1，擦掉原来的数字再写回去。现在你知道为什么要用铅笔了吧，少年！ 
下：给格子里的数字减去 1 
始：开始重复「始……终」之间的指令，直到你读到「始」之前盯着的那个格子里的数字变成 0 为止。（什么？那个格子里已经是负数了？……不要这么没有下限好不好） 
终：如果当前格子里的数字为 0，就跳过，否则回头到「始」那里 
写：查当前格子里的数字在 ASCII 表上对应的字母，把它写下来（不，别写在格子里，就写在你买来一直立志想用但是没有用的日记本上吧） 
读：随便想一个英文字母，查表找到它对应的数字，写到当前格子里

我们开始吧。方括号代表当前你盯着看的格子。首先是上，上，上：
［3］
接下来，始：
［3］
嗯，你要重复做它到「终」之间的事情。首先是「右」：

3［0］
上：
3［1］
左：
［3］1
下：
［2］1
终：
碰到「始」之前你盯着的那个格子，你还记得吗？碰巧就是当前这个。目前里面是 2 ，不是 0，所以我们回去「始」。
右：
2［1］
上：
2［2］
左：
［2］2
下：
［1］2
终：
回去「始」
右：
1［2］
上：
1［3］
左：
［1］3
下：
［0］3
终：
格子里是 0 了，你可以跳过「终」读下去了。 这段程序就此完结，但如果你读懂了这些，其实就已经看懂了我那个程序最开始的部分：

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

无非就是，先把最左边的格子加到 10，然后向右移动，移动到第二个格子里加 3，第三个加 4，第四个加 7，第五个加 10，第六个加 11，然后向左移动五次，回到第一格，减 1。如此重复十次之后，最左边的格子变成 0，循环终止，而我有了如下格子：

［0］ 30 40 70 100 110

接下来的部分，就是挪到某个格子，加上或者减去若干次 1，直到获得想要字母的 ASCII 代码，然后用 . 把它打印出来。比如紧接着的 >>>++. 就是右移三次，到写了 70 的格子上，加两次 1，得到 ASCII 72 ，大写字母 H，再用 . 把它显示出来。

很简单吧？学会了？恭喜你……

－

参考

Brainfuck
brainfuck 语言入门
BrainFuck 解释器（C语言实现）
brainfuck 在线解释器

声明：
文章标题：Brainfuck语言入门
文章作者：h3h3da
文章链接：https://www.liucunzhan.com/p/ed7cf337-8629-4ff1-abd3-6d3f854a80ee
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