브레인퍽

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브레인퍽(Brainfuck)은 우어반 뮐러(Urban Müller)가 1993년 경에 만든 최소주의 컴퓨터 프로그래밍 언어이다. 이름에 포함된 fuck이 욕설이기 때문에, 정중한 표현을 위해서 때때로 Brainf*ck, Brainf***, 혹은 단순히 BF라고 부르기도 한다.

[편집] 언어의 설계

뮐러는 가장 작은 컴파일러로 구현할 수 있는 간단한 튜링 완전한 프로그래밍 언어를 만드는 것이 목적이었다. 이 언어는 여덟 개의 명령어로 구성되어 있다. 아미가 컴퓨터에서 작동하는 원래 컴파일러의 둘째 판은 크기가 240 바이트 밖에 안 된다. 그는 다른 난해한 프로그래밍 언어이자, 컴파일러 크기가 1024바이트인 False의 영향을 받았다.

이름이 말해 주듯이, 브레인퍽 프로그램은 이해하기 어려운 경향이 있다. 하지만 튜링 기계는 컴퓨터가 할 수 있는 모든 작업을 할 수 있고, 브레인퍽이 튜링 완전하기 때문에 브레인퍽 또한 복잡하기는 해도 컴퓨터가 할 수 있는 모든 작업을 할 수 있다.

이 언어는 프로그램 외에, 0으로 초기화된 바이트 단위의 배열과, 처음에 배열의 맨 첫 바이트를 가리키는 포인터, 그리고 입출력 스트림으로 구성된 간단한 기계 모델에 기반을 두고 있다.

[편집] 명령어들

여덟 개의 명령어들은 각각 한 개의 문자로 구성되어 있으며 다음과 같다:

문자	의미
`>`	포인터를 증가시킨다.
`<`	포인터를 감소시킨다.
`+`	포인터가 가리키는 바이트의 값을 증가시킨다.
`-`	포인터가 가리키는 바이트의 값을 감소시킨다.
`.`	포인터가 가리키는 바이트의 값을 ASCII 문자로 출력한다.
`,`	포인터가 가리키는 바이트에 입력받은 문자의 ASCII 값을 넣는다.
`[`	포인터가 가리키는 바이트의 값이 0이면 짝이 되는 뒷쪽의 `]`로 이동한다.
`]`	포인터가 가리키는 바이트의 값이 0이 아니면 짝이 되는 앞쪽의 `[`로 이동한다.

위의 정의 대신에, ]에 ‘짝이 되는 앞쪽의 [로 이동한다’는 의미를 사용할 수 있다. 이는 간단하지만 대칭적이지 못 하고 효율적이지도 않다. 이 두 정의는 모든 브레인퍽 프로그램에 대해서 동일한 행동을 보인다. 거의 사용되지 않지만 동일한 또 다른 정의로는, [가 ‘짝이 되는 뒷쪽의 ]로 이동한다’는 의미를 가지고, ]가 ‘포인터가 가리키는 바이트의 값이 0이 아니면 짝이 되는 앞쪽의 [ 다음 명령어로 이동한다’는 의미를 가지도록 하는 것이 있다.

브레인퍽 프로그램들은 ptr이 unsigned char* 형이라 가정할 때 다음과 같은 치환을 사용해서 C 언어로 번역할 수 있다:

브레인퍽	C
`>`	`++ptr;`
`<`	`--ptr;`
`+`	`++*ptr;`
`-`	`--*ptr;`
`.`	`putchar(*ptr);`
`,`	`*ptr = getchar();`
`[`	`while (*ptr) {`
`]`	`}`

[편집] 해설

참고로 여기서는 배열의 각각의 원소들을 바이트로 서술했기 때문에, - 명령은 필요가 없으며 255개의 + 명령으로 고칠 수 있다. 비슷하게, 만약 배열이 유한하고 환형이면, < 명령은 (배열 크기 - 1)개의 > 명령으로 고칠 수 있다. 하지만 이 언어가 튜링 완전하려면 배열의 크기와 각각의 원소들의 크기가 모두 제한이 없어야 한다. (이는 엄밀히 말할 때 현대의 PC가 튜링 완전하지 않은 이유와 동일하다.)