C#|Brainf*ckの処理系を書いてみた。

 唐突ですが、ちょっとやってみたくなったんです。

 まずはインタプリタ

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.IO;

using System.Text;

class Program {

    static void Main(string[] args) {

        if(args.Length == 0) {

            Console.WriteLine("ソースファイルを指定して下さい。");

            return;

        }

        int memorySize = 256/**************************************************
                              *BrainFuckコードの実行に割り当てるメモリーサイズ。*
                              *実行するコードに対して充分な大きさが必要。       *
                              **************************************************/

        //ヘルプの表示

        if(args[0].ToLower().Contains("help") || args[0].ToLower().Contains("?")) {

            Console.WriteLine(

@"bfi [ドライブ:][パス]ファイル名[メモリサイズ]

メモリサイズ    プログラム実行の為に確保するメモリのサイズです。充分なサイズを指定して下さい。
                大き過ぎても落ちるかも…。規定値は256。");

            Console.ReadLine();

            return;

        }

        //ソースファイルの読み込み*/

        string src;

        string srcFile = Environment.CurrentDirectory + "\\" + args[0];

        if(File.Exists(args[0])) {

            srcFile = args[0];

        } else if(!File.Exists(srcFile)) {

            Console.WriteLine("ソースファイルがありません。");

            return;

        }

        using(System.IO.StreamReader sr = new System.IO.StreamReader(srcFile, Encoding.GetEncoding("Shift-Jis"))) {

            src = sr.ReadToEnd();

            sr.Close();

        }

        //コマンドラインオプションパーサ

        if(args.Length > 1) {

            if(!int.TryParse(args[1], out memorySize)) {

                Console.WriteLine("メモリサイズの指定が正しくありません。");

                return;

            }

        }

        brainFuck(src, memorySize);

#if DEBUG

        while(true) {

            Console.ReadLine();

        }

#endif

    }

    unsafe static void brainFuck(string src, int memorySize) {

        /*メモリーの確保と初期化*/

        byte* point = stackalloc byte[memorySize];

        byte* tmp = point;

        for(int i = 0; i < memorySize; i++) {

            *(tmp + i) = 0;

        }

        //実行

        for(int i = 0; i < src.Length; i++) {

            switch(src[i]) {

            case '>':

                point++;

                break;

            case '<':

                point--;

                break;

            case '+':

                (*point)++;

                break;

            case '-':

                (*point)--;

                break;

            case '.':

                Console.Write*1;

                break;

            case ',':

                *point = (byte)(Console.Read());

                break;

            case '[':

                if(*point == 0) {

                    i = kakko(src, i);

                }

                break;

            case ']':

                if(*point != 0) {

                    i = kakko(src, i);

                }

                break;

            }

        }

    }

    static int kakko(string src, int index) {

        int nest = 0;

        bool flag = src[index] == '[';

        for(int i = index; flag ? i < src.Length : i >= 0; i = i + (flag ? 1 : -1)) {

            if(src[i] == '[') nest++;

            else if(src[i] == ']') nest--;

            if(nest == 0return i;

        }

        return -1;

    }

}

 unsafeでポインタ使ってみました。C#だとわかるんですよね、何故か。なのにCでポインタ使って書くと動かないのは何故なんでしょう…。

 素直に配列使ってもそんなに速度変わらなかったりして、試して無いけど。List<byte>とか使えばメモリの指定が要らなくなってより安心して使えるかも知れないですね。

 次にコンパイラ

using System;

using System.CodeDom.Compiler;

using System.IO;

using System.Text;

using Microsoft.CSharp;

namespace Brainfuckコンパイラ {

    class Program {

        static void Main(string[] args) {

            if(args.Length == 0) {

                Console.WriteLine("ソースファイルを指定して下さい。");

                return;

            }

            int memorySize = 256/**************************************************
                                  *BrainFuckコードの実行に割り当てるメモリーサイズ。*
                                  *実行するコードに対して充分な大きさが必要。       *
                                  **************************************************/

            //ヘルプの表示

            if(args[0].ToLower().Contains("help") || args[0].ToLower().Contains("?")) {

                Console.WriteLine(

    @"bfi [ドライブ:][パス]ファイル名 [メモリサイズ]

メモリサイズ    プログラム実行の為に確保するメモリのサイズです。充分なサイズを指定して下さい。
                大き過ぎても落ちるかも…。規定値は256。");

                Console.ReadLine();

                return;

            }

            //ソースファイルの読み込み*/

            string src;

            string srcFile = Environment.CurrentDirectory + "\\" + args[0];

            if(File.Exists(args[0])) {

                srcFile = args[0];

            } else if(!File.Exists(srcFile)) {

                Console.WriteLine("ソースファイルがありません。");

                return;

            }

            using(System.IO.StreamReader sr = new System.IO.StreamReader(srcFile, Encoding.GetEncoding("Shift-Jis"))) {

                src = sr.ReadToEnd();

                sr.Close();

            }

            //コマンドラインオプションパーサ

            if(args.Length > 1) {

                if(!int.TryParse(args[1], out memorySize)) {

                    Console.WriteLine("メモリサイズの指定が正しくありません。");

                    return;

                }

            }

            brainFuck(src, memorySize,srcFile);

#if DEBUG

            while(true) {

                Console.ReadLine();

            }

#endif

        }

        static void brainFuck(string src, int memorySize,string srcFile) {

            StringBuilder sb = new StringBuilder();

            sb.AppendLine("using System;");

            sb.AppendLine("class C{");

            sb.AppendLine(  "unsafe static void Main(){");

            sb.AppendLine(      "int memorySize = " + memorySize.ToString() + ";");

            sb.AppendLine(      "byte* point = stackalloc byte[memorySize];");

            sb.AppendLine(      "byte* tmp = point;");

            sb.AppendLine(      "for(int i = 0; i < memorySize; i++)*(tmp + i) = 0;");

            for(int i = 0; i < src.Length; i++) {

                switch(src[i]) {

                case '>':

                    sb.Append("point++;");

                    break;

                case '<':

                    sb.Append("point--;");

                    break;

                case '+':

                    sb.Append("(*point)++;");

                    break;

                case '-':

                    sb.Append("(*point)--;");

                    break;

                case '.':

                    sb.Append("Console.Write*2;");

                    break;

                case ',':

                    sb.Append("*point = (byte)(Console.Read());");

                    break;

                case '[':

                    sb.Append("while(*point != 0){");

                    break;

                case ']':

                    sb.Append("}");

                    break;

                }

            } 

            sb.Append("}}");

            CompilerParameters param = new CompilerParameters();

            param.OutputAssembly = Path.GetFileNameWithoutExtension(srcFile) + ".exe";

            param.GenerateExecutable = true;

            param.CompilerOptions += " /unsafe";

            CompilerResults rs = new CSharpCodeProvider().CompileAssemblyFromSource(param, sb.ToString());

            foreach(string str in rs.Output) {

                Console.WriteLine(str);

            }

        }

    }

}

 コンパイラだなんて言ってカッコつけてますけど、中身はBrainf*ck→C#のトランスレータです。これをC#としてコンパイルさせてるだけです。

 やっぱインタプリタとは速度が段違いです。

 次はWhitespaceの処理系に挑戦してみようかと思っているのですが、僕にもわかるような言語仕様の説明が見付かりません。本家サイトは英語だし…。英語読めたらなぁ。努力はしませんけどね。

 うわぁ、読みにくいですね。

 ソースコードをHTMLに整形するツールを使ってみたのですが、ブログのスタイルシートが干渉して行間が…。

 やっぱ今まで通りソースファイルをそのままアップした方がよさそうですね。

*1char)(*point

*2:char)(*point

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。

CAPTCHA