Quine: Un programme qui s'écrit lui-même

Un programme peut-il afficher son propre code source ? Cette question m'a toujours fasciné. C'est plus qu'une curiosité, c'est un vrai défi de programmation appelé Quine.

Les règles du jeu

Écrire un programme dont la seule sortie est une copie exacte de son code source. Contraintes :

  1. Auto-réplication : la sortie doit correspondre au source, octet pour octet.
  2. Pas de triche : interdit de lire son propre fichier (fopen(__FILE__) = disqualifié).
  3. Pas d'entrée : le programme doit être totalement autonome.

Ça ressemble à de la magie, mais c'est de la pure logique.

Le problème

Une régression infinie. Pour afficher le code, il faut une instruction d'affichage. Mais cette instruction fait partie du code, donc il faut aussi l'afficher. Et ainsi de suite.

C'est comme se tenir entre deux miroirs.

La solution: Code = Données

L'astuce : séparer le programme en deux parties :

  1. Le modèle (Données) : une chaîne contenant la structure du code.
  2. L'acteur (Code) : la logique qui affiche le modèle en le complétant.

En C, ça se traduit souvent par un printf qui utilise une chaîne comme format, puis passe cette même chaîne comme argument.

Une solution en C

Un programme qui résout le défi, avec commentaires et plusieurs fonctions pour prouver qu'il gère la complexité :

#include <stdio.h>


/*
   Hey, this is an outside comment
*/


char *get_str()
{
	return "#include <stdio.h>%1$c%1$c/*%1$c   Hey, this is an outside comment%1$c*/%1$c%1$cchar *get_str()%1$c{%1$c%2$creturn %3$c%4$s%3$c;%1$c}%1$c%1$cint main(void)%1$c{%1$c%2$c/*%1$c%2$c   Hey, this is an inside comment%1$c%2$c*/%1$c%2$cchar *str = get_str();%1$c%2$cprintf(str, 10, 9, 34, str);%1$c}%1$c";
}


int main(void)
{
	/*
	   Hey, this is an inside comment
	*/
	char *str = get_str();
	printf(str, 10, 9, 34, str);
}

Décortiquons

  1. La chaîne : get_str() retourne tout le code source avec des marqueurs.
    • %1$c → saut de ligne (ASCII 10).
    • %4$s → la chaîne elle-même.
  2. L'affichage : printf(str, 10, 9, 34, str).
    • On passe les codes ASCII : newline (10), tab (9), guillemet (34).
    • Point clé : str est passée à elle-même pour remplir %4$s.

La chaîne sert à la fois de format et de contenu.

Pourquoi "Quine" ?

Le terme vient de Douglas Hofstadter dans Gödel, Escher, Bach, en hommage au philosophe Willard Van Orman Quine qui étudiait l'auto-référence.

Son paradoxe célèbre :

« produit une fausseté quand on le fait précéder de sa citation » produit une fausseté quand on le fait précéder de sa citation.

Une phrase qui parle d'elle-même. Exactement comme notre programme.

Pourquoi c'est important ?

Au-delà du tour de force intellectuel, les quines illustrent un concept fondamental : code et données sont interchangeables.

C'est le même principe derrière :

  • Les compilateurs (du code qui génère du code).
  • Les virus (des programmes qui se copient).
  • L'ADN (des données qui encodent les instructions pour construire l'organisme qui les porte).

Un fichier source n'est pas juste des instructions, c'est un motif capable de se reproduire.

Créer un programme qui s'écrit lui-même (un quine) | Jean-Baptiste Terrazzoni