brainfxckのコンパイラ `$ ruby brain_fxck.rb <source_file`

brain_fxck.rb

class BrainFxck
	INSTRUCTIONS = ['>','<','+','-','.',',','[',']']

	class ProgramError < StandardError; end

	class InstructionSequence
		def initialize(src)
			scanner = Regexp.new(INSTRUCTIONS.map{ |c| Regexp.escape(c) }.join('|'))
			@seq = src.scan(scanner).flatten
			@stack = Array.new
			@pc = 0
		end

		# 次の命令を取り出す
		def fetch
			@seq[@pc]
		end

		# pcを進める
		def next_inst
			@pc += 1
		end

		# 命令ポインタを次の閉じカッコの次に飛ばす
		def find_next_bracket
			stride = @seq[@pc..-1].index(']')
			raise ProgramError, '"["に対応する"]"が見つかりません' if stride.nil?
			@pc = @pc + stride + 1
		end

		# 命令ポインタを指定した値に変更する
		def pc=(point)
			@pc = point
		end

		# 命令ポインタをスタックにpush
		def push
			@stack.push(@pc)
		end

		# 命令ポインタをスタックからpopする
		def pop
			raise ProgramError, 'スタックに値が入っていません' if @stack.empty?
			@stack.pop
		end

		# スタック末尾の値を取得
		def last
			raise ProgramError, 'スタックに値が入っていません' if @stack.empty?
			@stack.last
		end

		# 命令ポインタが命令列の終端にあるか
		def eof?
			return true if @seq.length <= @pc
			false
		end

		def view
			p "stack: #{@stack}"
			p "pc: #{@pc}/#{@seq.length}"
		end
	end

	class ByteSequence
		def initialize
			@seq = [0]
			@stack = Array.new
			@p = 0
		end

		# ポインタをインクリメントする
		def right
			@p += 1
		end

		# ポインタをデクリメントする
		def left
			raise ProgramError, '0未満のポインタを指定することはできません' if @p <= 0
			@p -= 1
		end

		# 値をインクリメントする
		def increment
			@seq[@p] = 0 if @seq[@p].nil?
			@seq[@p] += 1
		end

		# 値をデクリメントする
		def decrement
			@seq[@p] = 0 if @seq[@p].nil?
			raise ProgramError, '0未満のデータを持つことはできません' if @seq[@p] == 0
			@seq[@p] -= 1
		end

		# 現在位置の値を取得
		def val
			@seq[@p] ||= 0
		end

		# 現在位置の値を上書き
		def val=(v)
			@seq[@p] = v
		end

		# 現在位置の値を文字として取得
		def val_by_char
			val.chr('UTF-8')
		end

		def view
			p "pointer: #{@p}"
			p "bytes: #{@seq}"
		end
	end

	def initialize(src)
		@inst_seq = InstructionSequence.new(src)
		@byte_seq = ByteSequence.new
		@output = ''
	end

	# TODO case文排除したい
	# 命令オブジェクトを定義し、バイト列とスタックとポインタをいちいち受け取って返す形にする
	def run
		loop do
			inst = @inst_seq.fetch
			# p "inst: #{inst}" # for debug
			case inst
				when '>'
					@byte_seq.right
				when '<'
					@byte_seq.left
				when '+'
					@byte_seq.increment
				when '-'
					@byte_seq.decrement
				when '.'
					@output += @byte_seq.val_by_char
				when ','
					# TODO
				when '['
					left_bracket
				when ']'
					right_bracket
			end
			# # for debug
			# @inst_seq.view
			# @byte_seq.view
			# print "\n"
			@inst_seq.next_inst
			break if @inst_seq.eof?
		end
		print @output
	end

	private

	def left_bracket
		if @byte_seq.val == 0
			@inst_seq.find_next_bracket
		else
			@inst_seq.push
		end
	end

	def right_bracket
		if @byte_seq.val == 0
			@inst_seq.pop
			return
		end
		@inst_seq.pc = @inst_seq.last
	end
end

begin 
  BrainFxck.new($stdin.read).run
rescue BrainFxck::ProgramError => e
  puts e.message
  puts "プログラムの実行に失敗しました"
end

hello_world.bf

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

[の挙動がおかしい