この記事は(も)Kogakuin Univ Advent Calendar 2019 - Adventar23日目です。
たくさん書いたので分割した。もう片方はコチラ

metarinです
今回はBrainf*ckの紹介をします

Brainf*ck is 何?

おそらく世界で最も単純な手続き型プログラミング言語です
正式名称は Brainfuck ですが、fワードが含まれるのでuをアスタリスクで置き変えています

命令の種類がとてつもなく少なく、なんと8種類しかありません
しかも、なんとこれでチューリング完全1なんです!

言語仕様

普通の言語ならブログ記事1つにはとても収まらない言語仕様の解説も、命令が8種類しかないBrainf*ckならできちゃいます

命令 処理
+ 現在のポインタが指す値に1加算
- 現在のポインタが指す値に1減算
> 現在のポインタを1進める
< 現在のポインタを1戻す
. 現在のポインタが指す値を出力
, 現在のポインタが指す値に1B標準入力から取得
[ 現在のポインタが指す値が0でなければ実行、0ならば対応する]へ
] 現在のポインタが指す値が0でなければ対応する[へ、0ならば何もしない
他の文字 コメント

とても簡単ですね!

実行環境

読者のみなさんもこの言語の素晴しさに感動して、自分でも使ってみたいと思っているに違いありません!
しかし、この言語の素晴しさはいままで紹介したものだけではありません。
なんと命令が8種類しかないので簡単に処理系が自作できちゃうんです!

自分で作ってる時間がない忙しい人や、作例を見たい人向けに自分でC++で書いてみたものを貼っておきます
https://gist.github.com/metarin/189c20f64f4b6f16488a7cdcba862c3b

Hello, World!

実行環境も整備できたことですし、実際にプログラムを書いてみましょう!
最初のプログラムの代名詞ことHello, World!は以下のように実装できます

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++. 72 = 'H'
+++++++++++++++++++++++++++++. 101 = 'e'
+++++++. 108 = 'l'
. 'l'
+++. 111 = 'o'
-------------------------------------------------------------------. 44 = ','
------------. 32 = ' '
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++. 87 = 'W'
++++++++++++++++++++++++. 111 = 'o'
+++. 114 = 'r'
------. 108 = 'l'
--------. 100 = 'd'
-------------------------------------------------------------------. 33 = '!'

8種の文字以外の全ての文字はコメント扱いされるので//#を書かなくてもコメントを書くことができます。すごい!
処理的には、+-で出力したい文字のASCIIコードを作って.で出力しているだけです。

以下の5規則を覚えておくと、ASCIIコードをまあまあ快適に読み書きできるので、これからのBrainf*ckライフを快適なものにするためにも是非覚えましょう

ちなみにループを使うことでもっと短く書くことが出来ます

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

Brainf*ckで競プロ

AtCoderではなんとBrainfckを使って提出することが出来ます!
練習用にBrainf
ckでも解きやすい問題を2つピックアップしてきましたので、実際に解いてみましょう!

※ちなみに数値計算が必要な問題は下記2つの理由により難易度が高いことが多いです

まとめ

Brainf*ckは学習コストが非常に低いので、これを読んだあなたもすぐに始められます!
しかも、

といった副次的な効果もあります!
みなさんも是非この機会にBrainf*ckerライフを始めましょう!


  1. ものすごく雑に説明すると、計算理論的には全ての計算ができることです。 くわしくはチューリングマシンで検索してね!