BF解释器和几个小程序以及关于多文件编程的理解

上SICP的时候樾哥提到了一个叫图灵完备的概念，啥是图灵完备呢？简单说就是能模拟图灵机的所有操作的语言就可以说是图灵完备的，它的计算能力和图灵机至少是等价的
然后有这么一个很小的语言Brainfuck，它有一个类似射线的有格纸带，一个可以任意移动的指针
规定，"<"、">"、","、"."、"+"、"-"分别表示左移、右移、读入、输出、增加1、减少1，这个做起来是很简单的
然后是"["和"]"，其等价于 while (pointer->value != 0) {do sth...}
要实现这个操作只需要用一个栈记录所有的左括号就可以了。纸带等价于一个双向链表，这些都不是很难写。

特意用C写了这个东西的解释器，把自己实现的stack和list放在了两个.h文件里，学到很多.jpg
关于.h文件的用法还没有很好的掌握，这里先不管了…

在oi中，我们通常只能提交一个源代码文件，因此多文件编程并不是必须的(或者说是必须禁止的)
然而在实际生产生活中，我们不可能写一个长达几千行的源文件。首先这对代码能力有很高的要求，其次这阻止了多人协作/同时工作，最后只有一个源文件意味着每次修改都要重新完整地编译
一个解决的方案比把过程分为函数更彻底，我们把一个程序分成若干部分。例如本项目里就可以把stack和list的实现分离出去，这样也有利于代码以后复用

.h文件和.c文件在项目中承担的角色不一样：.c文件主要负责实现，也就是定义函数；.h文件主要负责声明，比如函数声明、宏定义等。这些不是C语法规定的内容，而是约定成俗的规范

下面是关于.h头文件的事实标准：
可以声明函数，但不可以定义函数。
可以声明常量，但不可以定义变量。
可以“定义”一个宏函数。注意：宏函数很像函数，但却不是函数。其实还是一个声明。
结构的定义、自定义数据类型一般也放在头文件中。
除了主文件（有 main() 函数的文件），其他的 .c 文件一般只定义函数，并向外暴露（可以使用 extern，也可以不使用）。
可以将一个或多个相关的函数定义在一个 .c 文件。

上面的内容摘自C语言模块化编程 chunlanse2014

个人的理解是，.h文件只负责提供接口的作用，而接口两端的物品在编译时是各自独立的

这里附赠几个个小程序，有一些是自己写的，可能有更好的写法

// ,>,[-<+>] // a plus b
// ,>,[-<->] // a minus b
// ,>>,<<[->>[-<+>>+<]>[-<+>]<<<]>. //a times b
// ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-]>++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++.>.+++.------.--------.>+.>. // Hello World!


// BFcompiler.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "stack.h"
#include "list.h"

#define MAX_LENGTH 200005

char seq[MAX_LENGTH];

int FindNextPos(char *s, int pos) {
	for (; s[pos] != ']'; ) pos ++;
	return pos;
}

int main(void) {
	scanf("%s", seq);
	int len = strlen(seq);
	Node* current_pointer = (Node*) malloc(sizeof(Node));
	NodeInit(current_pointer);
	Stack* stack = (Stack*) malloc(sizeof(Stack));
	StackInit(stack);
	for (int i = 0; i < len; ++ i) {
		switch (seq[i]) {
			case '+': {
				add(current_pointer, 1);
				break;
			}
			case '-': {
				add(current_pointer, -1);
				break;
			}
			case '>': {
				moveRight(&current_pointer);
				break;
			}
			case '<': {
				moveLeft(&current_pointer);
				break;
			}
			case ',': {
				scanf("%d", &(current_pointer->value));
				break;
			}
			case '.': {
				printf("%c", current_pointer->value);
				break;
			}
			case '[': {
				if (current_pointer->value != 0) {
					StackPush(stack, i);
				} else {
					i = FindNextPos(seq, i);
				}
				break;
			}
			case ']': {
				if (current_pointer->value != 0) {
					i = StackTop(stack);
				} else {
					StackPop(stack);
				}
				break;
			}
		}
	}
	return 0;
}



// stack.h
#ifndef STACK_HEADER_FILE
#define STACK_HEADER_FILE

#define INF 0x3f3f3f3f

typedef struct tmpStackNode {
	struct tmpStackNode *next;
	int value;
} StackNode;

typedef struct {
	StackNode *top;
	int size;
} Stack;

void StackNodeInit(StackNode *p);

void StackInit(Stack *stack);

void StackPush(Stack *stack, int value);

void StackPop(Stack *stack);

int StackTop(Stack *stack);

#endif


//stack.c
#include <stddef.h>
#include <stdlib.h>
#include "stack.h"

void StackNodeInit(StackNode *p) {
	p->next = NULL;
	p->value = 0;
}

void StackInit(Stack *stack) {
	stack->top = (StackNode*) malloc(sizeof(StackNode*));
	StackNodeInit(stack->top);
	stack->size = 0;
}

void StackPush(Stack *stack, int value) {
	StackNode *tmp = (StackNode*) malloc(sizeof(StackNode));
	StackNodeInit(tmp);
	tmp->value = value;
	tmp->next = stack->top;
	stack->top = tmp;
	stack->size += 1;
}

void StackPop(Stack *stack) {
	if (stack->size < 1) return ;
	StackNode *tmp = stack->top;
	stack->top = stack->top->next;
	stack->size -= 1;
	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

int StackTop(Stack *stack) {
	if (stack->size < 1) return INF;
	return stack->top->value;
}


// list.h
#ifndef LIST_HEADER_FILE
#define LIST_HEADER_FILE

typedef struct tmpNode {
	struct tmpNode *next, *prev;
	int value;
} Node;

void NodeInit(Node *p);

void add(Node *p, int value);

void moveLeft(Node **p);

void moveRight(Node **p);

#endif

//list.c
#include <stddef.h>
#include <stdlib.h>
#include "list.h"

void NodeInit(Node *p) {
	p->next = p->prev = NULL;
	p->value = 0;
}

void add(Node *p, int value) {
	p->value += value;
}

void moveLeft(Node **p) {
	if ((*p)->prev == NULL) return ;
	(*p) = (*p)->prev;
}

void moveRight(Node **p) {
	if ((*p)->next == NULL) {
		(*p)->next = (Node*) malloc(sizeof(Node));
		NodeInit((*p)->next);
		(*p)->next->prev = (*p);
	}
	(*p) = (*p)->next;
}