Quine 程式設計：讓 C 程式輸出自身原始碼

什麼是 Quine？

Quine（以邏輯學家 Willard Van Orman Quine 命名）是一種「不接受任何輸入、輸出自身完整原始碼」的程式。這是一種經典的程式設計智力遊戲，也是對語言特性（字串處理、轉義、格式化輸出）掌握程度的絕佳測試。

極簡版 Quine（單行）

#include <stdio.h>
main(){char *s="#include<stdio.h>%cmain(){char *s=%c%s%c;printf(s,10,34,s,34);}";printf(s,10,34,s,34);}

核心技巧：

• %c 對應 ASCII 碼：10 = 換行符 \n，34 = 雙引號 "。
• 字串 s 同時作為「資料」與「格式化模板」，printf 將自身內容填入模板並輸出。

可讀性較佳版本（含縮排）

#include <stdio.h>

main() {
    char *s = "#include<stdio.h>%cmain(){%c%cchar *s=%c%s%c;%c%cprintf(s,10,10,9,34,s,34,10,9,10);%c}";
    printf(s, 10, 10, 9, 34, s, 34, 10, 9, 10);
}

• 10 = \n，9 = \t，34 = "。
• 模板字串中預留 %c 位置，依序填入換行、縮排、引號、字串本體。

帶版權聲明的完整版

//Copyright (c) LeafCore
#include <stdio.h>

void main() {
    char *s = "//Copyright (c) LeafCore%c#include<stdio.h>%cvoid main() {%c%cchar *s=%c%s%c;%c%cprintf(s,10,10,10,9,34,s,34,10,9,10);%c}";
    printf(s, 10, 10, 10, 9, 34, s, 34, 10, 9, 10);
}

進階：可執行檔產生自身原始碼檔案

//Copyright (c) LeafCore
#include <stdio.h>

main() {
    FILE *fp = fopen("file.c", "w");
    char *s = "//Copyright (c) LeafCore%c#include<stdio.h>%cmain(){%c%cFILE *fp=fopen(%cfile.c%c,%cw%c);%c%cchar *s=%c%s%c;%c%cfprintf(fp,s,10,10,10,9,34,34,34,34,10,9,34,s,34,10,9,10,9,10,9,10);%c%cfclose(fp);%c%creturn 0;%c}";
    fprintf(fp, s, 10, 10, 10, 9, 34, 34, 34, 34, 10, 9, 34, s, 34, 10, 9, 10, 9, 10, 9, 10);
    fclose(fp);
    return 0;
}

編譯執行後，會在當前目錄生成 file.c，內容即為程式自身完整原始碼。這展示了「自我複製」程式的基本原理，也是病毒、編譯器引導、元程式設計的理論基石之一。

關鍵點總結

1. 字串自指：字串變數同時包含「程式碼骨架」與「自身內容佔位符」。
2. 轉義處理：利用 printf("%c", 34) 輸出雙引號，printf("%c", 10) 輸出換行，避免原始碼中直接寫死特殊字元導致巢狀引號混亂。
3. 格式化參數順序：嚴格對應模板中 %c/%s 的位置，任何參數錯位都會導致輸出錯誤。

延伸思考

Quine 的構造思想可推廣至：

• 多語言 Quine（Polyglot Quine）：同一份原始碼在多種語言下均為 Quine。
• 輸出自身變體（如輸出經修改的自身），構成「程式演化」模型。
• 應用於編譯器自舉、程式混淆、程式碼完整性驗證等領域。

嘗試手寫一個 Quine，是深入理解程式語言「資料即程式、程式即資料」本質的最佳練習。