自我描述的代码(in javascript)

  自我描述的代码(Quine)就是程序运行时可以打印自己的源代码。网上有很多C语言、C#版的,我准备写一个javascript版本的。

题外话:eval函数/无限递归

  javascript是解释型语言,它有一个很牛的函数eval():它能把接受到的字符串当成javascript代码执行。我想出了这段代码:

1
s="eval(s)";eval(s);

  我们可以在任何浏览器上做这个实验:在地址栏输入javascript:s="eval(s)";eval(s);即可。(快试试吧。。)

  在Chrome控制台运行一会儿后得到这样的报错:Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)

  意思是递归错误,超出堆栈大小

  还有一个很有意思的无限递归实验:在Chrome控制台执行这些语句:

1
2
3
4
A = {};
B = {};
A.a = B;
B.b = A;

  然后输出A,我们得到了一个无限嵌套的东西:

  (其实不是真的无限嵌套,而是两个互指的指针)

正题:自我打印的程序

  我们先看网上流行的C语言版本:

1
char*s="char*s=%c%s%c;main(){printf(s,34,s,34);}";main(){printf(s,34,s,34);}

  最后的printf函数输出了整个程序的源代码,printf中34是引号 “ 的Ascii码,这是为了避免引号中又出现引号无法书写。在格式化输出中巧妙用%s来代表整个字符串是整个自我描述的核心:只有这样自己指代自己才能用有限的代码输出自身。
  参考网上给的C语言版本的写法我有了在javascript语言里写的思路:必须要使用某个方法来代表整个字符串。但js中好像并没有格式化输出的命令,我们必须自己想办法用一个很短的字符串来代表整个字符串。我想到了随便用一个字符(比如“@”)在字符串里起占位作用,然后我们用字符串分组查找功能Split函数把“@”替换成整个字符串输出。所以我们先写一个函数来做这件事:

1
2
3
4
5
6
function r(s){
j = String.fromCharCode(34); //j代表双引号
k = '@';
q = s.split(k);
return q[0]+k+q[1]+j+s+j+q[2] //返回s中@被s替换的字符串,比如"abc@d"变成了"abcabc@dd"
}

  然后我们就要写那个字符串了,那个字符串是什么样子的我们还不知道,先看下一步,也是最后一步——输出字符串:我们用console.log 函数输出最终结果,所以最后有代码console.log(r(s)),意思是让替换后的字符串输出。我们的代码现在有:

1
2
3
4
5
6
7
8
function r(s){
j = String.fromCharCode(34);
k = '@';
q = s.split(k);
return q[0]+k+q[1]+j+s+j+q[2]
}
s = .....
console.log(r(s))

  现在我们知道字符串s该等于什么了吧,它就等于上面的所有代码文本(因为我们的目的就是输出所有代码),上面打省略号的地方用“@”占位到时就能描述自身了。于是最终代码如下:

1
function r(s){j=String.fromCharCode(34);k='@';q=s.split(k);return q[0]+k+q[1]+j+s+j+q[2]}s="function r(s){j=String.fromCharCode(34);k='@';q=s.split(k);return q[0]+k+q[1]+j+s+j+q[2]}s=@;console.log(r(s))";console.log(r(s))

  我们追求的是简短,所以没有必要单独搞个函数,这样优化一下我们得到:

1
s="s=@;j=String.fromCharCode(34);k='@';q=s.split(k);z=q[0]+j+s+j+q[1]+k+q[2];console.log(z)";j=String.fromCharCode(34);k='@';q=s.split(k);z=q[0]+j+s+j+q[1]+k+q[2];console.log(z)

  要充分发挥javascript语言的功能使代码更短,我们还能用前面提到过的eval函数。我们看到大量代码前后出现了两次——第一次是代码本身,第二次在字符串s里面。我们其实只用写一遍这些字符串内容,一份用eval函数变成代码本身,另一份给字符串s,化简后如下:

1
x="j=String.fromCharCode(34)";y="k='@';q=s.split(k);z='x='+j+x+j+';y='+j+y+j+';eval(x);s='+j+q[0]+k+q[1]+j+q[1];console.log(z);";eval(x);s="s=@;eval(y)";eval(y)

  再优化一下:

1
j=String.fromCharCode(34);y="k='@';q=s.split(k);z='j=String.fromCharCode(34);y='+j+y+j+';s='+j+q[0]+k+q[1]+j+q[1];console.log(z);";s="s=@;eval(y)";eval(y)

  感觉还是不够短。javascript还有一个优势我们没利用上,那就是单双引号的嵌套使用。如果我们用得好就可以不用String.fromCharCode(34)这么长的代码来表示引号了。优化结果如下:

1
x="'";v='"';y="k='@';q=s.split(k);z='x='+j+x+j+';v='+x+v+x+';y='+j+y+j+';s='+j+q[0]+k+q[1]+j+q[1];console.log(z);";s="s=@;eval(y);";eval(y);

  我们也不需要专门搞一个符号“@”,就用现成的单引号做标记又能省几个字:

1
x="'";v='"';y="q=s.split(x);z='x='+v+x+v+';v='+x+v+x+';y='+v+y+v+';s='+v+q[0]+x+q[1]+v+q[1];console.log(z);";s="s=';eval(y)";eval(y)

  字符串s=';eval(y)中的单引号被s.split(x)查找到然后做替换。当然,我们还能用更现成的replace函数来替换字符串。但后来我看到了这个网站上javascript的最短代码后惊呆了:

1
function a(){console.log(a+"a()")}a()

  它的原理很简单:直接console.log输出a这个函数变量,然后javascript会自动把a转换成字符串,这个字符串直接就是函数a的源代码。当然有人说这是作弊的做法。。。其实用eval函数都有作弊之嫌。。。