Quine – 自我复制程序

在计算机编程中，Quine是一个能够输出自身源代码的程序。这种程序虽然不实用，但在计算机科学中被广泛使用来研究自引用、递归和元编程等概念。下面介绍Quine程序的实现和一些有趣的例子。

实现

Quine程序的实现方式多种多样，下面介绍一种简单的实现方法。假设我们的目标是实现一个Python程序的Quine版本，代码如下：

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

这个程序定义了一个变量s来存储自身的源代码，然后使用Python的字符串格式化功能输出s本身。其中%r表示将变量转换为Python可读的表达式，%%表示输出一个%字符。

下面是一个更简短的Python Quine程序，利用了Python中的__repr__方法：

s='s=%r;print(s%%s)';print(s%s)

这个程序可以看作是上一个程序的简化版，它直接在字符串中插入自身的源代码，并输出。同样地，%r表示使用repr()函数的返回值替代变量，这样就可以保证输出的内容和源代码一致。

例子

下面介绍一些有趣的Quine程序的例子，这些程序的语言包括了Python、Ruby、C++、Java、Haskell等。

Python

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

Ruby

s = 's = %p;printf s,s'
printf s,s=%q{s=%p;printf s,s}

C++

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

// 这里需要使用双%%表示输出一个%字符
int main(){ofstream f("q.cpp");f<<"#include<iostream>\n#include<fstream>\nusing namespace std;\nint main(){ofstream f(\"q.cpp\");f<<%c%s%c,10,34,s.c_str(),34; return 0;}\n";f.close();string s="#include<iostream>%1$c#include<fstream>%1$cusing namespace std;%1$cint main(){ofstream f(%2$cq.cpp%2$c);f<<%1$c%4$c%3$cs%4$c%1$c,10,34,s.c_str(),34; return 0;}\n";printf(s.c_str(),10,34,92,37);}

Java

public class Quine{
    public static void main(String[] args){
        String s="public class Quine{%1$cpublic static void main(String[] args){%1$c    String s=%3$c%2$s%3$c;%1$c    System.out.printf(s,10,34,s);%1$c} %1$c}";
        System.out.printf(s,10,34,s);
    }
}

Haskell

s="main=putStr$s++show s"
main=putStr$s++show s

总结

Quine程序虽然不实用，但在计算机科学中被广泛应用，它能帮助我们更好地理解自引用、递归和元编程等概念。通过实现Quine程序，也能提高我们的编程技巧和思维能力。