最近读到冯·诺依曼的《Theory of Self-Reproducing Automata》的中译本，被自复制自动机理论深深吸引了！

问题（自产生程序）：编写一个程序，不读取任何输入，只把自己的源代码输出。

这个问题是个非常本质的问题，跟使用什么编程语言无关（不要想到使用反射之类的东西）。

试想，如果要输出自己的源代码，那么，显然，程序中应该有“print …”语句。但 print 什么出来呢？如果硬要写的话就会变成：

print \"print \\\\\"print ......\\\\\"\"

最后是一个无限循环。

一般地，我们知道，如果程序 A 能产生程序 B ，那么 A 必须包含 B 的全部信息，而且应该比 B 的信息还多，因为还要包含额外的打印语句。也就是说，一般情况下，信息是减少的。而这个自产生程序，自己要包含自己的全部信息，从某种程度上已经具有生命的意味了。

下面列出一些自产生程序及其思路。

首先需要注意的是，使用编程语言本身的反射功能或者读取文件等做法都被视为 cheating ，比如这样的 bash 脚本：

#!/bin/sh
cat $0

或者像这样的 javascript ：

function a() { console.log(a.toString(), \"a()\"); } a()

因为这些程序没有体现出自产生程序的递归和自指特性，或者结果严重依赖于编程语言的具体实现。

不cheating的思路主要有以下几种：

输出源代码在该语言中的转义

Python ：

s = \"\'s = \' + repr(s) + \'\\\\nprint(\' + s + \')\'\"
print(\'s = \' + repr(s) + \'\\nprint(\' + s + \')\')

Lua 5.1 ：

s = \"string.format(\'s = %q\\\\nprint(%s)\', s, s)\"
print(string.format(\'s = %q\\nprint(%s)\', s, s))

另一个 Lua 版：

s = \"s = %q\\
print(string.format(s, s))\"
print(string.format(s, s))

Scala ：

def e(s: String) = (\"\\\"\" + s.replace(\"\\\\\", \"\\\\\\\\\").replace(\"\\\"\", \"\\\\\\\"\") + \"\\\"\")
val s = \"\\\"\\\"\\\"def e(s: String) = (\\\"\\\\\\\"\\\" + s.replace(\\\"\\\\\\\\\\\", \\\"\\\\\\\\\\\\\\\\\\\").replace(\\\"\\\\\\\"\\\", \\\"\\\\\\\\\\\\\\\"\\\") + \\\"\\\\\\\"\\\")\\\"\\\"\\\" + \\\"\\\\nval s = \\\" + e(s) + \\\"\\\\nprintln(\\\" + s + \\\")\\\"\"
println(\"\"\"def e(s: String) = (\"\\\"\" + s.replace(\"\\\\\", \"\\\\\\\\\").replace(\"\\\"\", \"\\\\\\\"\") + \"\\\"\")\"\"\" + \"\\nval s = \" + e(s) + \"\\nprintln(\" + s + \")\")

用某种方法 encode 源代码，使之不包含引号，然后还原出源代码

Bash ：

#!/bin/sh
s=\'\\x22#!/bin/sh\\ns=\\x27$s\\x27\\necho $(echo -e $s)\\x22\'
echo \"#!/bin/sh
s=\'$s\'
echo $(echo -e $s)\"

Lua 5.2 使用 load()：

s = \"a,q,b=string.char(39),string.char(34),string.char(92) return a..\'s = \'..q..a..\'..s..\'..a..q..b..\'nprint(\'..a..\'..load(s)()..\'..a..\')\'..a\"
print(\'s = \"\'..s..\'\"\\nprint(\'..load(s)()..\')\')

Scala ：

~~~~ {.hl}
val s = \"%22val+s+%3D+%5C%22%22+%2B+s+%2B+%22%5C%22%5Cnprintln%28%22+%2B+java.net.URLDecoder.decode%28s%2C+%22UTF-8%22%29+%2B+%22%29%22\"
println(\"val s = \\\"\" + s + \"\\\"\\nprintln(\" + java.net.URLDecoder.decode(s, \"UTF-8\") + \")\")
~~~~

使用 eval ：在 eval 的字符串中引用自己
-------------------------------------

Lua load() 的另一种用法：

```lua
s = \"print(string.format(\'s = %q load(s)()\', s))\" load(s)()

js 的 eval()：

s = \"q = String.fromCharCode(34); console.log(\'s = \' + q + s + q + \'; eval(s)\')\"; eval(s)

使用语言中的更强的转义机制

类似上面的第二种，但不用引号。

Lua 的 long string ：

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

Scala 的三引号：

val s = \"\"\"\"val s = \\\"\\\"\\\"\" + s + \"\\\"\\\"\\\"\\nprintln(\" + s + \")\"\"\"\"
println(\"val s = \\\"\\\"\\\"\" + s + \"\\\"\\\"\\\"\\nprintln(\" + s + \")\")

使用 C 的宏

先执行传入的参数，再把参数变成字符串。

gcc ：

#define p(a) int main(){a;puts(\"p(\"#a\")\");return 0;}
p(puts(\"#define p(a) int main(){a;puts(\\\"p(\\\"#a\\\")\\\");return 0;}\"))

至于它们是怎么实现的，就留给读者自己琢磨了。自产生程序也称为 Quine ，可以参考 Quine Page 。

via henix.info