编写程序输出其源代码。

奇怪的要求

有没有一种程序能够将自己的源代码丝毫不差地输出呢？比如最常见的 Hello World

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#include "stdio.h"
int main()
{
  printf("Hello world!");
  return 0;
}

输出的是

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Hello world！

如果要达到题目要求应该还要把 #include "stdio.h" int main() {} 等内容输出。也就是符合要求的输出是

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#include "stdio.h"
int main()
{
  printf("Hello world!");
  return 0;
}

如果要输出以上内容，程序可以是这样

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#include "stdio.h"
int main()
{
  printf("#include \"stdio.h\"\n");
  printf("int main()\n");
  printf("{\n");
  printf(" printf(\"Hello world!\");\n");
  printf(" return 0;\n");
  printf("}\n");
  return 0;
}

但是这么做的话，符合要求的输出就变了。变成了要输出这样的内容

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#include "stdio.h"
int main()
{
  printf("#include \"stdio.h\"\n");
  printf("int main()\n");
  printf("{\n");
  printf(" printf(\"Hello world!\");\n");
  printf(" return 0;\n");
  printf("}\n");
  return 0;
}

似乎陷入了自我指涉的循环。因为要输出源代码的非输出语句（如 main() , return 0）所以又得增加输出这些代码的语句。结果源代码发生变化，所以又要增加输出变化部分的代码，无穷无尽。

那么是否存在可以输出自身源码的代码呢？

答案是肯定的

Quine

先来看一段 Java 代码

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public class Quine
{
  public static void main(String[] args)
  {
  char q = 34; // Quotation mark character
  String[] l = { // Array of source code
  "public class Quine",
  "{",
  " public static void main(String[] args)",
  " {",
  " char q = 34; // Quotation mark character",
  " String[] l = { // Array of source code",
  " ",
  " };",
  " for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array",
  " System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');",
  " for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " }",
  "}",
  };
  for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code
  System.out.println(l[i]);
  for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array
  System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');
  for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code
  System.out.println(l[i]);
  }
}

先来分析一下它的输出。代码中有三个输出语句

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for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code
System.out.println(l[i]);
for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array
System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');
for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code
System.out.println(l[i]);

第一个 println 很简单，就是打印 l 数组中的前六行。输出的内容是

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public class Quine
{
  public static void main(String[] args)
  {
  char q = 34; // Quotation mark character
  String[] l = { // Array of source code

第二个 println 相对复杂， l[6] 是 “ ” 也就是空白符。 q 是 " 双引号。l[i] 是每一行的内容，最后附上一个 ,。所以这个 println 主要做的是输出 l 中的每一行，并用双引号括起来，最后拼接上逗号。输出的内容是

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"public class Quine",
"{",
" public static void main(String[] args)",
" {",
" char q = 34; // Quotation mark character",
" String[] l = { // Array of source code",
" ",
" };",
" for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code",
" System.out.println(l[i]);",
" for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array",
" System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');",
" for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code",
" System.out.println(l[i]);",
" }",
"}",

第三个 println 打印 l 第7行之后的所有内容。输出的内容是

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  };
  for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code
  System.out.println(l[i]);
  for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array
  System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');
  for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code
  System.out.println(l[i]);
  }
}

三个输出凑一起

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public class Quine
{
  public static void main(String[] args)
  {
  char q = 34; // Quotation mark character
  String[] l = { // Array of source code
  "public class Quine",
  "{",
  " public static void main(String[] args)",
  " {",
  " char q = 34; // Quotation mark character",
  " String[] l = { // Array of source code",
  " ",
  " };",
  " for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array",
  " System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');",
  " for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " }",
  "}",
  };
  for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code
  System.out.println(l[i]);
  for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array
  System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');
  for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code
  System.out.println(l[i]);
  }
}

与源码比较

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public class Quine
{
  public static void main(String[] args)
  {
  char q = 34; // Quotation mark character
  String[] l = { // Array of source code
  "public class Quine",
  "{",
  " public static void main(String[] args)",
  " {",
  " char q = 34; // Quotation mark character",
  " String[] l = { // Array of source code",
  " ",
  " };",
  " for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array",
  " System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');",
  " for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code",
  " System.out.println(l[i]);",
  " }",
  "}",
  };
  for(int i = 0; i < 6; i++) // Print opening code
  System.out.println(l[i]);
  for(int i = 0; i < l.length; i++) // Print string array
  System.out.println(l[6] + q + l[i] + q + ',');
  for(int i = 7; i < l.length; i++) // Print this code
  System.out.println(l[i]);
  }
}

完全一样。

这就是能够输出自身源码的代码。

通常把这类能够输出自身源码的代码称为 Quine 。Quine 一词来源于逻辑学家，哲学家 Willard_Van_Orman_Quine

当然不仅是 Java 可以编写 Quine，C 也可以编写 Quine

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main(){char q=34,n=10,*a="main(){char q=34,n=10,*a=%c%s%c;printf(a,q,a,q,n);}%c";printf(a,q,a,q,n);}

这段代码的原理跟之前 Java 版的差不多。此外还有不同的做法，比如使用 C 的宏来实现

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#define T(a) main(){printf(a,#a);}
T("#define T(a) main(){printf(a,#a);}\nT(%s)")

还有很多很多的玩法。通常一种语言的 Quine 不是唯一的。

除了编译型语言，解释形语言也可以编写 Quine。比如 Python 是这样的

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s = 's = %r\nprint(s%%s)'
print(s%s)

Lua 是这样的

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x = [["x = [" .. "[" .. x .. "]" .. "]\nprint(" .. x)]]
print("x = [" .. "[" .. x .. "]" .. "]\nprint(" .. x)

Javascript 是这样的

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Quine = function () {var str = arguments.callee.toString(); Quine = console.log(str.substring(52, 60) + str +
 str.substring(32, 37) + str.substring(9, 11));}.call()

Ouroboros

输出源码还不够，有些人想到了将不同语言的 Quine 嵌套到一起。用一个语言的代码输出另一个语言的源码，该源码又可以输出之前语言的源码。于是就出现了这样的 Java 代码

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public class Quine
{
  public static void main(String[] args)
  {
  char q = 34;
  String[] l = {
  " ",
  "=============<<<<<<<< C++ Code >>>>>>>>=============",
  "#include <iostream>",
  "#include <string>",
  "using namespace std;",
  "",
  "int main(int argc, char* argv[])",
  "{",
  " char q = 34;",
  " string l[] = {",
  " };",
  " for(int i = 20; i <= 25; i++)",
  " cout << l[i] << endl;",
  " for(int i = 0; i <= 34; i++)",
  " cout << l[0] + q + l[i] + q + ',' << endl;",
  " for(int i = 26; i <= 34; i++)",
  " cout << l[i] << endl;",
  " return 0;",
  "}",
  "=============<<<<<<<< Java Code >>>>>>>>==========",
  "public class Quine",
  "{",
  " public static void main( String[] args )",
  " {",
  " char q = 34;",
  " String[] l = {",
  " };",
  " for(int i = 2; i <= 9; i++)",
  " System.out.println(l[i]);",
  " for(int i = 0; i < l.length; i++)",
  " System.out.println( l[0] + q + l[i] + q + ',' );",
  " for(int i = 10; i <= 18; i++))",
  " System.out.println(l[i]);",
  " }",
  "}",
  };
  for(int i = 2; i <= 9; i++)
  System.out.println(l[i]);
  for(int i = 0; i < l.length; i++)
  System.out.println( l[0] + q + l[i] + q + ',' );
  for(int i = 10; i <= 18; i++)
  System.out.println(l[i]);

 }
}

代码输出的是一段 C++ 代码

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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
  char q = 34;
  string l[] = {
  " ",
  "=============<<<<<<<< C++ Code >>>>>>>>=============",
  "#include <iostream>",
  "#include <string>",
  "using namespace std;",
  "",
  "int main(int argc, char* argv[])",
  "{",
  " char q = 34;",
  " string l[] = {",
  " };",
  " for(int i = 20; i <= 25; i++)",
  " cout << l[i] << endl;",
  " for(int i = 0; i <= 34; i++)",
  " cout << l[0] + q + l[i] + q + ',' << endl;",
  " for(int i = 26; i <= 34; i++)",
  " cout << l[i] << endl;",
  " return 0;",
  "}",
  "=============<<<<<<<< Java Code >>>>>>>>=============",
  "public class Quine",
  "{",
  " public static void main(String[] args)",
  " {",
  " char q = 34;",
  " String[] l = {",
  " };",
  " for(int i = 2; i <= 9; i++)",
  " System.out.println( l[i] );",
  " for(int i = 0; i < l.length; i++)",
  " System.out.println(l[0] + q + l[i] + q + ',');",
  " for(int i = 10; i <= 18; i++)",
  " System.out.println(l[i]);",
  " }",
  "}",
  };
  for(int i = 20; i <= 25; i++)
  cout << l[i] << endl;
  for(int i = 0; i <= 34; i++)
  cout << l[0] + q + l[i] + q + ',' << endl;
  for(int i = 26; i <= 34; i++)
  cout << l[i] << endl;
  return 0;
}

这段 C++ 代码反过来生成上面的 Java 代码。

这样的代码被称为 Quine Relay 或者 Ouroboros 。

大家一看，原来还可以这么玩。于是一发不可收拾，更多语言的版本出现了。

最后有一个聪明绝顶丧心病狂的人做出了100个语言的Quine 。好了好了你赢了。

后记

限于篇幅，很多语言的 Quine 还没有给出。感兴趣的童鞋可以去维基查看。编程语言除了这种玩法之外，还有另外一种玩法，也是涉及到多个语言的。我懒得写了就不多说了请相信我一定会在下次更新的！