دماغي

لغة البرمجة Brainfuck هي لغة برمجة غامضة ابتكرها الطالب السويسري أوربان مولر عام 1993. ^{[ 1 ]} صُممت لتكون بسيطة للغاية ، وتتكون اللغة من ثمانية أوامر بسيطة فقط، ومؤشر بيانات ، ومؤشر تعليمات . ^{[ 2 ]}

يُعدّ Brainfuck مثالًا على ما يُسمى بـ" مأزق تورينج" : إذ يُمكن استخدامه لكتابة أي برنامج، لكنّ ذلك غير عملي نظرًا لقلة التجريد فيه، ما يجعل البرامج طويلة ومعقدة للغاية. ورغم أن Brainfuck كامل تورينج ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]،} إلا أنه ليس مُصممًا للاستخدام العملي، بل لتحدي المبرمجين وإمتاعهم ^{[ 6 ] [ 7 ]} . يتطلب Brainfuck تقسيم البرامج إلى تعليمات صغيرة وبسيطة.

تستمد اللغة اسمها من المصطلح العامي brainfuck ، والذي يشير إلى الأشياء المعقدة أو غير العادية لدرجة أنها تتجاوز حدود فهم المرء، حيث لم يكن المقصود منها أو تم إنشاؤها لتصميم برامج فعلية ولكن لتحدي حدود برمجة الكمبيوتر .

ولأن اسم اللغة يحتوي على ألفاظ نابية ، يتم استخدام العديد من الأسماء البديلة، مثل brainf*ck و brainfsck و branflakes و brainoof و brainfrick و BrainF و BF. ^{[ 8 ]}

صمّم مولر لغة Brainfuck بهدف إنشاء أصغر مُترجم ممكن ، ^{[ 9 ]} مستوحياً ذلك من مُترجم لغة البرمجة FALSE الذي يبلغ حجمه 1024 بايت . ^{[ 10 ] [ 11 ]} نُفّذ مُترجم مولر الأصلي بلغة التجميع Motorola 68000 على جهاز Amiga ، وتمت ترجمته إلى ملف ثنائي بحجم 296 بايت. رفع مولر أول مُترجم Brainfuck إلى Aminet عام 1993. ^{[ 12 ]} جاء البرنامج مُرفقاً بملف "Readme" الذي وصف اللغة بإيجاز، وتحدى القارئ قائلاً: "من يستطيع برمجة أي شيء مفيد بها؟ :)". أضاف مولر أيضاً مُفسّراً وبعض الأمثلة. استخدمت نسخة ثانية من المُترجم 240 بايت فقط. ^{[ 12 ] [ 5 ]} 

تتألف لغة البرمجة من ثمانية أوامر . ^{[ 13 ]} برنامج Brainfuck عبارة عن سلسلة من هذه الأوامر. تُنفَّذ الأوامر بالتتابع، مع بعض الاستثناءات: يبدأ مؤشر التعليمات من الأمر الأول، ويُنفَّذ كل أمر يُشير إليه، وبعد ذلك ينتقل عادةً إلى الأمر التالي. ينتهي البرنامج عندما يتجاوز مؤشر التعليمات الأمر الأخير.

في نموذج الآلة المجردة المتعارف عليه للغة Brainfuck، يعمل البرنامج على شريط ذاكرة أحادي البعد، مُفهرس من الصفر وممتد بلا حدود إلى اليمين . ^{[ 14 ]} تحتوي كل خلية على عدد صحيح غير مُوقّع من 8 بت (0-255) ويتم تهيئتها إلى الصفر. تُجرى العمليات الحسابية على الخلايا بتردد 256 ، لذا فإن زيادة 255 تُنتج 0، وإنقاص 0 يُنتج 255. يُشير مؤشر البيانات (المُهيأ للإشارة إلى البايت الأيسر من المصفوفة) إلى الخلية الحالية على الشريط، ويمكنه التحرك يمينًا أو يسارًا. التحرك يسارًا من الخلية الأولى (الفهرس 0) غير مُعرّف. تُوفر اللغة ثمانية أوامر تُعدّل الشريط، وتُحرّك المؤشر، وتُجري عمليات الإدخال/الإخراج (باستخدام ترميز ASCII )، أو تُنفّذ حلقات تحكم.

تتكون أوامر اللغة الثمانية من حرف واحد لكل منها:

ملحوظات

• كانت لغة P′′ الأقدم بكثير تتضمن بالفعل ثلاثة من هذه الأوامر، وهي > و[ و]، مع الإشارة إليها بالرموز R و( و) بدلاً من ذلك، بينما جمع الأمر الرابع في P′′، والذي يُرمز إليه بالرمز λ، بين + و< في أمر واحد. وكما هو الحال في آلة تورينج التي مثّلتها، افتقرت P′′ إلى أوامر الإدخال/الإخراج.
• يمكن تداخل الحلقات[ بشكل عشوائي ، ]ويجب مطابقة جميع الأقواس بشكل صحيح، مما يجعل مجموعة البرامج الصالحة لغةً خالية من السياق . تُخصص العديد من التطبيقات العملية مصفوفة محدودة من الخلايا (عادةً 30000 بايت على الأقل) ^{[ أ ]} وتستخدم خلايا 8 بت مع التفاف، على الرغم من أن عدد الخلايا المحدد أو سلوك الالتفاف ليسا مطلوبين من جميع المفسرات. ^{[ 15 ] [ 16 ]}
• في التطبيقات التي تستخدم خلايا غير موقعة بحجم 8 بتات مع التفاف حسابي عند 256، تكون إحدى تعليمات +"أو" -زائدة. فزيادة قيمة خلية بمقدار واحد تعادل إنقاصها 255 مرة متتالية، وإنقاصها بمقدار واحد تعادل زيادتها 255 مرة متتالية. وبناءً على ذلك، +يمكن التعبير عن التعليمة على النحو التالي:${\displaystyle -^{255}}$أو -التعليمات على النحو التالي${\displaystyle +^{255}}$. ^{[ د ]}

عادةً ما يصعب فهم برامج Brainfuck. ويعود ذلك جزئيًا إلى أن أي مهمة معقدة نوعًا ما تتطلب سلسلة طويلة من الأوامر، وجزئيًا إلى أن نص البرنامج لا يُقدم أي مؤشرات مباشرة على حالته . هذه الأسباب، بالإضافة إلى عدم كفاءة Brainfuck وقدراتها المحدودة في الإدخال والإخراج، هي بعض الأسباب التي تجعلها غير مستخدمة في البرمجة الجادة. مع ذلك، وكأي لغة كاملة تورينج، فإن Brainfuck قادرة نظريًا على حساب أي دالة قابلة للحساب أو محاكاة أي نموذج حسابي آخر إذا أُتيحت لها إمكانية الوصول إلى كمية غير محدودة من الذاكرة والوقت. ^{[ 3 ]} وقد كُتبت العديد من برامج Brainfuck. ^{[ 17 ]} على الرغم من صعوبة كتابة برامج Brainfuck، وخاصة المعقدة منها، إلا أنه من السهل نسبيًا كتابة مترجم لـ Brainfuck بلغة أكثر شيوعًا مثل C نظرًا لبساطتها. كما توجد مترجمات لـ Brainfuck مكتوبة بلغة Brainfuck نفسها. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

في عام 2024، استخدم مشروع بحثي لشركة جوجل نسخة معدلة قليلاً من لغة Brainfuck، تتألف من 10 أوامر، مع مؤشرات قراءة وكتابة منفصلة، ​​بالإضافة إلى أوامر نقل المؤشرات، كأساس لبيئة رقمية اصطناعية. في هذه البيئة، وجد الباحثون أن المُستنسخات نشأت بشكل طبيعي وتنافست فيما بينها للسيطرة على البيئة. ^{[ 21 ]}

• JSFuck – مجموعة فرعية غامضة من لغة برمجة جافا سكريبت ذات مجموعة محدودة للغاية من الأحرف
• P′′ – لغة برمجة بدائية أنشأها كورادو بوم في عام 1964 لوصف عائلة من آلات تورينج .

• الموقع الرسمي