用 Javascript 完成一个浅易 BrainF**k 诠释器

2024年2月15日 146次阅读 来源: 死月

原文地点：http://xcoder.in/2014/10/08/brainf**k/

　　起首祝愿本身在 CodeWars 升级到 3 Kyu，以及谢谢 @Bolt_白衣苍狗 童鞋让我晓得有 CodeWars 这么个好玩的东西。

　　虽然内里水题占多数，不过在上班比较余暇的档口 #带薪刷题# 的觉得照样蛮不错的。

话唠一下

　　高中的时刻就跟 @MatRush 发明了一个名字超等好玩的编程言语叫 BrainF**k，它比较搞头脑，因为一切的编程操纵都是集合在操纵符内里，然后掌握指针偏移和内存值的修改来举行一系列操纵。

　　这与背面发明的 HVM（Hack Virtual Machine）有异曲同工之妙。实在之前也出过一个“完成一个浅易 HVM 诠释器”的题目，所以在 CodeWars 看到这个题目的时刻还觉得蛮亲热的。

题目形貌

　　题目很简朴，就是让你完成一个函数来诠释一句 BrainF**k 的语句，而且依据输入数据来输出响应的内容。

　　至于这题所需的 BrainF**k 的语法，大抵以下：

  • >: 指针右移一名。
  • <: 指针左移一名。
  • +: 当前指针所指的内存值加一，以 255 为界，溢出为 0，即 255 + 1 = 0。
  • -: 当前指针所指的内存值减一，以 0 为界，溢出为 255，即 0 - 1 = 255。
  • .: 输出当前指针所指的值，即输出该值 ASCII 码所对应的字符。
  • ,: 从输入取一个字符转为 ASCII 码存入当前指针所指的内存。
  • [: 若当前指针所指的值为 0，则敕令跳到该 [ 婚配的完毕 ] 标记位置的下一名置的指令。
  • ]: 若当前指针所指的值不为 0，则指令向前跳到该 ] 婚配到的 [ 标记位置的下一名置的指令。

　　举个例子：

,+[-.,+]

　　上面的句子大抵就是说：

  1. 猎取输入到当前指针。
  2. 当前指针值加一。
  3. 假如当前指针的值为 0，那末跳到完毕位置；不然下一步。
  4. 当前指针值减一。
  5. 输出当前指针的值（综上所述，就是输出输入的值）。
  6. 猎取输入到当前指针。
  7. 当前指针值加一。
  8. 若当前指针值不为 0，那末跳到 [ 背面的位置——即第四步。

　　说白了，就是不停猎取输入的值，假如输入的值是 255，那末就跳出轮回，不然原样输出。

最先完成

　　邃晓了上面的题意以后就能够最先完成了，步骤大抵上就是逐位遍历指令，然后一个 switch 来处置惩罚种种指令即可。

　　CodeWars 给了你一个函数原型，你在内里完成代码就好了：

function brainLuck(code, input){
  return output;
}

前趋事情

　　在最先之前，我们做一些初始化事情，比方说明几个变量什么的：

  • 输入数据当前的位置，也就是说读取几个以后，这个位置要偏移几位。
  • 当前指令的位置。
  • 当前指针的位置。
  • “伪内存块”的值，用一个数组示意，默许一个 [ 0 ]。
  • 须要 return 的字符串，即输出的值。
  • 某个括号婚配的括号的指令下标的这么一个映照数组。

　　所以接下去我们要把架子填成如许：

function brainLuck(code, input) {
    var inputPos = 0;
    var commandPos = 0;
    var pointerPos = 0;
    var bytes = [ 0 ];
    var output = "";
    var matching = getMatchingBra(code);    ///< 人家才不是罩罩呢，我是 Brackets 的缩写
}

括号婚配函数

　　上面的 getMatchingBra 就是我们要完成的一个括号婚配函数了，头脑就是用栈。

　　遇到前括号就把这个前括号的下标入栈；遇到后括号，就把栈顶元素即前括号的下标推出，这个时刻括号婚配数组的这个前括号下标的值就是当前后括号的下标，然后括号下标的值就是前括号的下标了。

/**
 * 你才是 Bra ／/( ◕‿‿◕ )＼
 */
function getMatchingBra(code) {
    var stack = [];
    var bra = [];
    for(var i = 0; i < code.length; i++) bra.push(-1);
    for(var i = 0; i < code.length; i++) {
        if(code[i] === '[') {
            stack.push(i);
        } else if(code[i] === ']') {
            bra[i] = stack.pop();
            bra[bra[i]] = i;
        }
    }
    return bra;
}

　　有了这个数组就能够随意跳了，假如指令第 i 位是一个括号（不论前括号照样后括号），那末它的婚配括号下标就是 matching[i] 了。

种种指令的处置惩罚

　　要处置惩罚指令的话实际上就是一个 while 语句不停轮回指令，然后推断当前指令是什么然后做响应的事，末了指令位置加一就好了：

while(commandPos < code.length) {
    switch(code[commandPos]) {
        case '>': {}
        case '<': {}
        case '+': {}
        case '-': {}
        case '.': {}
        case ',': {}
        case '[': {}
        case ']': {}
    }
    commandPos++;
}

>

　　指针右移的话就把指针位置加一，假如内存数组还没当前指针位置的值的话 push 一个 0 就好了：

case '>': {
    if(undefined === bytes[++pointerPos]) bytes.push(0);
    break;
}

<

　　左移就是减一，假如位置小于 0，那末内存数组夙昔推入一个值，并让指针即是 0。

case '<': {
    if(--pointerPos < 0) {
        bytes.unshift(0);
        pointerPos = 0;
    }
    break;
}

+

　　没什么好说的，内存加一就好了。

case '+': {
    bytes[pointerPos] = (bytes[pointerPos] + 1) % 256;
    break;
}

–

　　减一。

case '-': {
    bytes[pointerPos]--;
    if(bytes[pointerPos] < 0) bytes[pointerPos] = 0;
    break;
}

.

　　输出的话直接往 output 字符串内里加上当前指针的值就好了，注重要 ASCII 改变以后的字符。

case '.': {
    output += String.fromCharCode(bytes[pointerPos]);
    break;
}

,

　　输入的话就让 input 当前位置的值变成 ASCII 存进当前指针，然后输入位置加一就好了。

case ',': {
    bytes[pointerPos] = input.charCodeAt(inputPos++);
    break;
}

[

　　因为之前已做好了婚配数组，所以我们只须要推断当前指针是否是 0，然后假如是就跳到婚配括号处。

case '[': {
    commandPos = !bytes[pointerPos] ? matching[commandPos] : commandPos;
    break;
}

]

　　同上，只不过前提改一下罢了。

case ']': {
    commandPos = bytes[pointerPos] ? matching[commandPos] : commandPos;
    break;
}

善后事情

　　上面的函数体完成以后，我们只须要在末了把 output 给返回就好了：

return output;

肢体组装

　　完成了上面乱七八糟的肢体以后，我们要把五马分尸的代码给凑归去，所以末了就长这个模样了：

function getMatchingBra(code) {
    var stack = [];
    var bra = [];
    for(var i = 0; i < code.length; i++) bra.push(-1);
    for(var i = 0; i < code.length; i++) {
        if(code[i] === '[') {
            stack.push(i);
        } else if(code[i] === ']') {
            bra[i] = stack.pop();
            bra[bra[i]] = i;
        }
    }
    return bra;
}

function brainLuck(code, input) {
    var inputPos = 0;
    var commandPos = 0;
    var pointerPos = 0;
    var bytes = [ 0 ];
    var output = "";
    var matching = getMatchingBra(code);

    while(commandPos < code.length) {
        switch(code[commandPos]) {
            case '>': {
                pointerPos++;
                if(undefined === bytes[pointerPos]) {
                    bytes.push(0);
                }
                break;
            }
            case '<': {
                pointerPos--;
                if(0 > pointerPos) {
                    bytes.unshift(0);
                    pointerPos = 0;
                }
                break;
            }
            case '+': {
                bytes[pointerPos] = (bytes[pointerPos] + 1) % 256;
                break;
            }
            case '-': {
                bytes[pointerPos]--;
                if(bytes[pointerPos] < 0) bytes[pointerPos] = 0;
                break;
            }
            case '.': {
                output += String.fromCharCode(bytes[pointerPos]);
                break;
            }
            case ',': {
                var temp = input.charCodeAt(inputPos++);
                bytes[pointerPos] = temp;
                break;
            }
            case '[': {
                if(!bytes[pointerPos]) {
                    commandPos = matching[commandPos];
                }
                break;
            }
            case ']': {
                if(bytes[pointerPos]) {
                    commandPos = matching[commandPos];
                }
                break;
            }
        }
        commandPos++;
    }

    return output;
}

题后语

　　艾玛，忘了放题目链接了：http://www.codewars.com/kata/526156943dfe7ce06200063e。以及人人假如有兴致的话也能够去碰运气写个 HVM 看看。

　　实际上本文完成的东西实用性几乎没有，只不过是举一反三，让人人在做一些模仿题逻辑（或许说是简朴模仿逻辑）的时刻理清思绪、循序渐进，切忌本身乱了思绪和逻辑。

    原文作者：死月
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000000712415
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
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