% 난해한 프로그래밍 언어 개론과 Befunge
% 강 성훈 <http://mearie.org/>
% 2013년 10월 26일 미니 대안언어축제

# Esoteric programming language

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3분 소개:
오늘 제가 진행할 세션에서는
난해한 프로그래밍 언어가 무엇이고 어떻게 생겼는지 간단히 알아 보고
그 중 하나인 비펀지를 직접 작성해 보는 시간을 가지려고 합니다.
비펀지 자체는 어려운 언어는 아닙니다만
보통 언어에서 안 쓰는 특이한 기능을 많이 쓰기 때문에
기존에 프로그래밍을 많이 안 해 보신 분도,
저같이 프로그래밍으로 먹고 사시는 분도
함께 재밌게 해 보실 수 있을 것 같습니다.
다만 특성상 프로그래밍에 대한 감, 예를 들어서
루프라거나 그런 개념에 대해서는 아실 필요가 있습니다.

슬라이드:
안녕하세요, 강 성훈입니다.
오늘은... 참 어쩌다가 난해한 프로그래밍 언어에 대해서 다루게 되었는데요,
사실 대안언어라고 하긴 했지만 일종의 장난감? 같은 느낌으로
이번 세션을 들어 주셨으면 좋겠습니다. 그게 더 재밌거든요.
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![](img/esoteric.png)

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난해한 프로그래밍 언어는 esoteric programming language의 번역입니다.
esoteric의 사전적 의미는 이런 느낌인데,
"소수만 이해하고 즐긴다"라는 의미대로 난해한 프로그래밍 언어는
널리 쓰이진 않지만 재미나 뭐 이런 저런 것들을 위해 만들어진 언어를 말합니다.
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# 왜 만들었는가?

> - 최대한 작은 언어를 만들어 보자! → **Brainfuck**
> - 기존 언어에 없을 법한 특이한 기능을 써 보자! → **Befunge**
> - 엄청 쓰기 어렵게 만들어보자! → **Malbolge**
> - 개그를 쳐 보자! → **LOLCODE**

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이런 저런 것들이 뭐냐 하면 주로 이런 이유가 있습니다.
이를테면 최대한 작으면서도 기존 언어랑 완전히 같은 일을 할 수 있는 언어를 만든다거나,
보통 언어에는 이런 저런 이유로 안 들어가는 기능을 넣어 본다거나,
지구상에서 아무도 이 언어로 코드를 짤 수 없을 법하게 어려운 언어를 만든다거나,
그냥 단순히 재미를 위한 것들까지 여러 가지가 있는데,
자세한 내용은 위키백과나 난해한 프로그래밍 언어 위키 같은 곳을 찾아 보시는 게 좋겠고
각 이유에 해당하는 잘 알려진 -- 물론 난해한 언어 쪽에서요 -- 언어를 잠깐 소개해 보겠습니다.
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# Brainfuck (1993)

"안녕, 세상아!"

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

↓

Hello, world!
~~~~

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먼저 브레인퍽이라고 하는, 명령이 8개뿐인 언어가 있습니다.
이름이 좀... 거시기한데, 사실 명령 자체는 그렇게 어렵지 않습니다.
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# Brainfuck 명령들

![](img/brainfuck.png)

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이런 느낌인데, 처음에 0으로 가득 차 있는 테이프를
저기 삼각형으로 표시된 포인터가 왔다리 갔다리 하면서 코드를 수행하는 겁니다.
맨 아래에 대괄호가 이 언어의 유일한 루프문인데
현재 칸이 0이 아니면 안에 있는 내용을 실행하라는,
다른 언어로 따지면 while 문에 해당하는 겁니다.
그래서 어떤 칸에서 다른 칸으로 덧셈을 한다거나... 이런 데도 루프를 써야 합니다.
명령은 어렵지 않지만, 매우 기본적인 것만 있기 때문에
실제로 이 언어로 프로그램을 짜는 건 쉽진 않습니다만
그래도 다른 언어들에 비하면 양반인 수준입니다.
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# Malbolge (1998)

~~~~
(=<`#9]~6ZY32Vw/.R,+Op(L,+k#Gh&}Cdz@aw=;zyKw%
ut4Uqp0/mlejihtfrHcbaC2^W\>Z,XW)UTSL53\HGFjW
~~~~

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다음으로 넘어가서... 이 언어는 Malbolge라고 부르는 언어입니다.
이 언어는 재밌게도 세상에서 가장 어려운 언어라는 별명을 갖고 있는데요,
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# Malbolge: 세상에서 가장 어려운 언어?

* [첫 Hello, world 프로그램](http://www.acooke.org/malbolge.html)까지 2년
* [루프와 조건문을 여럿 사용하는 첫 프로그램](http://www.99-bottles-of-beer.net/language-malbolge-995.html)까지 7년
* [자기 자신을 출력하는 첫 프로그램](http://www.matthias-ernst.eu/malbolgequine.html)까지 14년

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보시다시피 매우 간단한 프로그램을 짜는 것 하나만으로도 뉴스거리가 되는
꽤나 머리 아픈 언어입니다.
심지어 이 언어가 일반적인 프로그래밍 언어랑 메모리 제한 빼고
동일한 일을 수행할 수 있는지조차 증명이 안 되어 있습니다.
이 정도면 "세상에서 가장 어려운 언어"라는 타이틀이 무색하진 않겠지요.
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# LOLCODE (2007)

![](img/lolcode.jpg) ([출처](http://cheezburger.com/1874887424))

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이 언어는... 영미권 인터넷을 다녀 보셨다면 아마 아실텐데
롤캣츠라는 유행이 있지요. 고양이 나오고 좀 이상한 영어로 이렇게 글 써 놓고.
롤코드라고 해서 그 유행이랑 비슷한 형태로 코드를 짤 수 있는 언어가 있습니다.
사실 언어 자체는 베이직 같은 단순한 언어랑 비슷한 수준이라서
저같이 좀 하드코어한(웃음) 언어를 좋아하는 사람한테는 그저 그렇긴 합니다만,
셰익스피어 희곡처럼 생긴 언어라거나, 요리 레시피같이 생긴 언어라거나
그런 것들도 존재합니다.
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# Befunge (1993)

~~~~
"!dlrow olleH">:#,_@
~~~~

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그리고 이제 다른 언어들이 별로 안 쓰는 기능을 가진 언어가 있는데요,
이게 제가 오늘 소개하려고 하는 비펀지입니다.
어쩌면 난해한 언어 하면 "아희"라는 걸 알고 계신 분도 계실텐데
아희가 이제 비펀지가 십년 전쯤에 선보였던 개념을 한글에 접목시킨 언어라 할 수 있습니다.
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# 실습 1: 직접 돌려 봅시다

![](img/befungehello.png)

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아까 전에 제가 보여드린 코드는 헬로 월드라는 문자열을 출력하는 코드입니다.
오늘은 이걸 포함해서 세 가지 과제로 실습을 해 보려고 하는데요,
우선 인터프리터 사용법도 익힐겸, 이 언어가 어떤 느낌인지 한 번 이 코드를 돌려 봅시다.
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<http://cosmic.mearie.org/2013/10/altlang/interp>

1. 앞의 코드는 이미 입력되어 있으므로 다시 입력하지 않아도 됩니다.
2. "한 단계씩"을 눌러 보면서 이 언어가 어떻게 동작하는지 짐작해 보세요.
3. 각 문자들이 하는 일이 무엇일까요? 도움말을 보지 않고 추측해 보세요.

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이전에 메일로 인터프리터 링크가 갔을텐데 거기에 보시면 앞에서 보여 드렸던 코드가
미리 나와 있는 걸 알 수 있습니다. 도움말 버튼도 있는데 지금은 보지 마시고요,
"한 단계씩" 버튼을 누르면 디버거처럼 한 명령씩 실행하는 걸 보실 수 있습니다.
지금부터 5분 정도를 드릴테니 각 문자가 어떤 역할을 하는지 한 번 추측해 보세요.
감이 잡히시면 코드를 바꿔서 헬로 월드 말고 다른 문자열을 출력하거나 하는 걸 해 보세요.
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# 2차원 코드

![](img/wumpustrace.jpg)

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자, 그럼 다시 설명으로 들어가겠습니다.
기본적으로 비펀지는 세 가지 특징을 가지고 있는데,
코드가 2차원이고, 스택을 쓰고, 자기 자신을 수정할 수 있다는 점이 있습니다.
2차원 코드라는 것은 여기서 볼 수 있듯이... 이건 비펀지로 만든 미로 게임인데요,
좀 많이 복잡하지만 여튼 이런 식으로 코드가 2차원으로 흐른다는 얘깁니다.
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1. `>`가 실행되고
2. `:`이 실행되고
3. `#`이 실행되며 `,`를 건너 뛰고
4. `_`이 실행되며 왼쪽으로 움직이기 시작하고
5. `,`가 실행되고
6. `#`이 실행되며 `:`을 건너 뛰고
7. `>`이 실행되며 오른쪽으로 움직이기 시작하고

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한 단계씩 실행하면 확인하실 수 있겠지만 이 코드에는 루프가 나오는데요,
비펀지에는 진행 방향을 바꾸는 명령, 여기서는 오른쪽 화살표처럼 보이는 꺾쇠 괄호겠죠,
그리고 현재 스택의 상태에 따라 진행 방향을 둘 중 하나 선택하는 명령,
여기서는 밑줄이 왼쪽 또는 오른쪽을 선택하는 역할을 하고요,
그리고 다음 명령을 건너 뛰는 샵 명령이 있습니다.
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----

8. ...
9. `_`이 실행되는데 이번에는 조건이 반대라서 오른쪽으로 움직이기 시작하고
10. `@`가 실행되며 프로그램이 종료!

동일한 코드:

~~~~
"!dlrow olleH">v
              ,:
              ^_@
~~~~

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이 코드의 경우 코드를 한 줄로 만들기 위해서 샵을 같이 쓰는데
이런 식으로 여러 줄로 만들면 샵을 쓰지 않아도 됩니다.
대신 코드가 길어져서 좀 복잡해지면 귀찮아지겠죠.
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# 스택

![](img/stack.png)

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그리고 비펀지는 스택이라고 부르는 자료구조를 쓰는데,
복잡해 보이지만 사실 그냥 이런 식으로 숫자를 쌓아 놓고
맨 위의 한 개나 어쩌면 두번째 것 정도를 건들 수 있는 형태입니다.
그래서 선입선출, 먼저 들어간게 나중에 나온다는 말을 하기도 하는데
코드에 문자열이 반대로 들어가 있는 것도 그렇게 안 하면 출력이 반대로 되기 때문이죠.
링크해 드린 인터프리터에 보면 도움말 있잖습니까, 아 이제 도움말 보셔도 됩니다.
도움말에 스택을 다루는 여러 명령들이 있는데
아까 전의 헬로 월드 프로그램에서는
처음에 문자들, 정확히는 문자 코드를 여기 맨 왼쪽처럼 스택에 넣는 명령이 있었고요,
콜론, 즉 맨 위의 값을 복사하는 게 있었고,
쉼표, 즉 맨 위의 값을 제거하면서 문자로 출력하는 명령이 있었습니다.
출력을 안 하고 제거만 하려면 오른쪽에 있는 달러 명령을 쓰면 됩니다.
밑줄같이 스택에 따라 다른 방향으로 가는 명령도 쉼표같이 맨 위의 값을 제거합니다.
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# 변경 가능한 코드

![](img/selfmodify.png)

1. 스택만으로 도저히 안 되는 데이터를 저장하거나 읽을 때
2. 코드가 너무 꽉 차 있어서 빠져나올 수 없을 때
3. 코드를 이상하게 만들 때 ← ?????

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코드가 2차원에 명령이 일정한 크기다 보니까 코드를 실행 도중에 변경할 수도 있습니다.
도움말 아랫쪽을 보면 g랑 p 명령이 있는데 이걸로 코드 공간을 스택에 읽어 오거나
반대로 코드 공간을 쓸 수 있습니다.
이게 중요한 이유는... 다음 실습에서 보시겠지만
스택 하나만으로는 안 되는 프로그램이 제법 있거든요,
그럴 때 스택에서 잠시 코드 공간에 대피를 시켜 놓거나 할 수 있습니다.
인터프리터에서는 이런 식으로 변경된 코드는 이렇게 밑줄을 그어서 구분합니다.
다른 용도도 많은데 여기서 설명하긴 쉽지 않고 맛보기만 해 봅시다.
-->

# 실습 2: 팩토리얼

0보다 큰 숫자 n을 입력받아서 1×2×...×n을 출력하는 프로그램을 짜 봅시다.

~~~~
4 → 24, 10 → 3628800
~~~~

1. 이제부터는 도움말을 보셔도 됩니다.
2. 잘 모르겠으면 스택에 무슨 내용이 들어가야 할지 그림을 그려 봅시다.
3. `g`/`p`를 안 쓰는 방법도 있지만 쓰는 편이 더 쉽습니다.

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자, 이제 기본적인 걸 알았으니 이번엔 코드를 직접 짜 봅시다.
프로그래밍을 배울 때 보면 간단한 루프를 자주 짜 보게 되는데요,
그래서 두번째 실습으로는 팩토리얼을 계산하는 걸 짜 보겠습니다.
비펀지에는 문자를 읽거나 쓰는 거 말고도
숫자를 읽거나 쓰는 것도 있으니까 이번 기회에 써 보고요,
팩토리얼을 짜는 방법이 여러 가지가 있는데
g/p 명령을 쓰면 좀 더 쉽게 짤 수 있지만
난 스택 쓰는 언어에 익숙하다, 하시는 분께서는 한 번 g/p 명령 없이 짜 보시는 것도 괜찮겠습니다.
그렇지 않다면 연습장 같은 것에다가 각 명령 이후에 스택에 뭐가 들어가야 할지 먼저 적어 보시고
그 순서대로 코드를 짜는 방법도 있을 수 있겠습니다.
앞으로 10분 정도의 시간을 드리겠습니다.
-->

# 실습 3: 낱말 검열

소문자 영어 낱말을 입력받아서
그 중 모음(aeiou)을 `*`, `#`, `@`, `?` 넷 중 하나로 바꾸는 프로그램을 짜 봅시다.
로마자 소문자가 아닌 글자가 나오면 바로 종료하세요.

~~~~
antidisestablishmentarianism → #nt*d*s#st?bl*shm@nt@r*@n#sm
~~~~

1. 한 번에 모든 코드를 짜려고 하지 말고 부분 부분을 짜서 합쳐 보세요.
2. 코드에 배열을 넣으려면 어떻게 해야 할까요?
3. `?` 명령으로 들어가는 방향과 나오는 방향이 같을 경우를 잘 생각해 보세요.

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이번 세션의 마지막 실습인데요,
팩토리얼보다 조금 더 경우의 수가 많은 코드를 짜 보겠습니다.
소문자 영어 낱말을 입력받아서 모음을 네 개의 특수문자 중 하나로 바꾸는 건데요,
네 방향 중 아무 방향으로나 가는 물음표 명령을 지금까지 한 번도 안 썼는데
이번에 처음 쓰시게 될 겁니다.
경우의 수가 제법 되기 때문에
프로그램을 여러 부분으로 나눠서 짜시는게 도움이 되겠습니다.
예를 들면 a보다 작은 문자가 나오면 종료하고 아니면 출력하는 프로그램이나,
특수문자 4개 중 하나를 아무 거나 출력하는 걸 모아서 하나의 프로그램을 짜는 거죠.
그리고 모음이 한 두 개가 아닌데 물론 한 글자씩 비교하셔도 되긴 하지만
코드를 직접 건들 수 있다는 비펀지의 특징을 활용하는 것이 좋겠지요?
앞으로 15분 정도의 시간을 드리겠습니다.
-->

# 더 찾아 볼 곳들

* 난해한 프로그래밍 언어 위키
    * <http://esolangs.org/>
* Befunge 코드 모음:
    * <http://quadium.net/funge/downloads/bef93src/>
    * <http://frox25.no-ip.org/~mtve/code/eso/bef/>

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자, 이걸로 오늘 세션은 마치겠습니다.
이 세션으로 혹시 난해한 언어에 대한 관심이 생기셨다면
난해한 언어만 다루는 위키가 영문이긴 하지만 있으니 여기를 참고해 보시고요,
비펀지 쪽에 관심이 있으시다면 다른 비펀지 코드가 많이 있는 사이트를 링크했으니
여기에 있는 코드를 분석도 해 보시고 직접 짜 보기도 하시면 괜찮겠습니다.
감사합니다.
-->