PythonでQuine（クワイン）プログラムを書いてみよう

「Quine（クワイン）」とは、入力を一切受け取らずに、自分自身のソースコードを出力する特殊なプログラムのことです。一見すると不思議な自己言及的な仕組みですが、実装にはいくつかの厳格なルールがあります。最も重要な条件は、プログラム内部からソースコードファイルを読み込んではいけないという点です。つまり、純粋にコード自身の論理だけで自分の内容を再現しなければなりません。

サンプルコード

Pythonでは、わずか1行でQuineを実現できます。

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

実行結果

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

ご覧のとおり、出力された文字列がプログラムのソースコードそのものと完全に一致しています。

このQuineはどのように動いているのか？

この仕組みの鍵となるのは、Pythonの文字列フォーマット機能です。処理の流れを順番に見ていきましょう。

まず、変数 a を定義し、そこに文字列 'a=%r;print (a%%a)' を格納します。この文字列の中の %r はプレースホルダー（置き換え用の記号）であり、後から別の値が埋め込まれる場所を示しています。

次に、print(a % a) を実行することで、変数 a の値そのものを %r の部分に差し込みます。%r は repr() 形式、つまり文字列リテラルとして適切にエスケープ・引用符付きで値を展開してくれるため、元のコードと完全に同じ形が復元されるのです。

このように、「コードの雛形を文字列として持ち、その雛形自身を使って自分自身を再構築する」という自己言及的な構造によって、Quineは成立しています。

ファイル読み込みによる方法との違い

同様の出力は、次のようにソースファイルを直接開いて表示することでも得られます。

print(open(__file__).read())

このコードは確かに自分自身のソースコードを出力しますが、これはQuineのルール違反です。前述のとおり、Quineではプログラム内でファイルを開いてソースコードを取得することが禁止されています。あくまで「コード自身のロジックだけで自分を再現する」ことがQuineの本質であるため、上記のような手法は正しいQuineとは認められません。