#import "@preview/cades:0.3.1": qr-code #import "@preview/codly:1.3.0": * #set text(lang: "ja") #let text_font = ( family: "BIZ UDPGothic", size: 8.5pt ) #let code_font = ( family: "UDEV Gothic 35", size: 8pt ) #set page( width: 210mm, height: 297mm, margin: ( top: 20mm, bottom: 23mm, inside: 20mm, outside: 22mm, ), columns: 2 ) #set columns(gutter: 10mm) #set text(font: text_font.family, size: text_font.size) #show raw: set text(font: code_font.family, size: code_font.size) #set par(leading: 0.9em) #set raw(theme: none) #show raw.where(block: false): it => { h(1pt) box( fill: luma(240), inset: (x: 3pt, y: 0pt), outset: (y: 3pt), radius: 2pt, it, ) h(1pt) } #show: codly-init.with() #codly( breakable: false, lang-format: none, number-format: none, fill: luma(250), stroke: 1pt + luma(240), ) #let file(name, content) = { v(0.5em) block( width: 100%, stroke: luma(240), radius: 3pt, clip: true, { block( width: 100%, stroke: luma(230), fill: none, inset: (x: 6pt, y: 6pt), below: 0pt, align(center, text(font: code_font.family, size: code_font.size, strong(name))), ) block( width: 100%, inset: 0pt, above: 0pt, local.with(stroke: none, radius: 0pt)(content) ) }, ) } #show heading.where(level: 1): it => { block( width: 100%, inset: (bottom: 0.4em), stroke: (bottom: 2pt + luma(80)), text(size: 13pt, weight: "bold", it.body) ) } #show heading.where(level: 2): it => { block( width: 100%, inset: (left: 0.6em, y: 0.2em), stroke: (left: 3pt + luma(120)), text(size: 10pt, weight: "bold", it.body) ) } #place( top + center, float: true, scope: "parent", )[ #set text(size: 21pt) Quineを書こう\ 〜自己を出力する不思議なプログラム〜 #set text(size: 14pt) nsfisis（いまむら） #v(1em) ] = はじめに〜Quineとは〜 == Quineの定義 Quine（クワイン）とは、自分自身のソースコードと一致する文字列を出力するようなプログラムのことです。PHPなら、 ```terminal $ php a.php > output.txt ``` と実行したとき、`output.txt`と`a.php`が完全に一致するような`a.php`を「Quine」と呼びます。一見すると不可能にすら思えますが、ほとんどの言語で簡単に書くことができます。 例として、PHPで書かれたQuineを一つ見てみましょう。 #file("simple.php")[ ```php $s]);'; echo strtr($s, [str_repeat('.', 3) => $s]); ``` ] `echo`で出力していた文字列を一度変数`$s`へと代入します。あとは、先ほどから繰り返していた「`...`に`try-quine4.php`の内容そのものを書く」を文字列置換によって実現します。`strtr()`を使って`$s`内の`...`を`$s`へと置き換えています。 ここで、`strtr($s, ['...' => $s])` とは書けないことに注意してください。もしこう書いてしまうと、その`...`もまた`$s`へと置き換えられてしまうからです。 これで上手くいくでしょうか。動かしてみましょう。 ```terminal $ php try-quine4.php $s]);'; echo strtr($s, [str_repeat('.', 3) => $s]); ``` 元のソースコードにとても似ていますが少しだけ違いがありますね。`$s`の中でエスケープしていた`\'`が単独の`'`に戻ってしまいました。元々のソースでエスケープされていた文字は、出力時にもエスケープしてやる必要があります。エスケープ処理を自分で実装してもいいのですが、PHPにはおあつらえ向きの関数`addslashes()`があります。これは、クォートやバックスラッシュ、NULバイトをエスケープしてくれる関数です。もちろんQuineを実装するために用意したに違いありません。今回はこれを使いましょう。 #file("try-quine5.php")[ ```php addslashes($s)]);'; echo strtr($s, [str_repeat('.', 3) => addslashes($s)]); ``` ] これを実行してみます。 ```terminal $ php try-quine5.php addslashes($s)]);'; echo strtr($s, [str_repeat('.', 3) => addslashes($s)]); ``` 元のソースコードと完全に一致する出力が得られました！これにてQuine完成です。なお、`diff`コマンドを使うともう少しスマートに確かめられます。 ```terminal $ php try-quine5.php > result $ diff -s try-quine5.php result Files try-quine5.php and result are identical ``` シェルによってはプロセス置換を使ってもいいですね。 ```terminal $ diff -s try-quine5.php <(php try-quine5.php) ``` Quineの基本構造は次のようになります。 + ソースコード全体を表す変数を、自分自身を何らかのプレースホルダで置き換えた上で用意する + その変数のプレースホルダを、その変数の値で置換する + 結果を出力する == 解決のアイデア（その二） Quine自体は前述の方法で作れるようになりましたが、少々重複が多いのが気になるところです。もっと簡潔に書けないでしょうか？ 実は`eval()`（動的な文字列をプログラムとしてその場で解釈し、実行する処理）を持つ言語では、より短くQuineを書けることがあります。PHPでも`eval()`を活用することでより簡潔なQuineを書くことができます。 先ほどの`try-quine5.php`において、`$s`中の`...`を`$s`自身で置き換えた文字列とは、`try-quine5.php`のソースコードそのものです。では、これをそのまま実行すれば`try-quine5.php`を実行したことになりますね？文字列をPHPコードとして実行する処理、つまり`eval()`の出番です。 #file("try-quine6.php")[ ```php addcslashes($s, chr(39))]);'; eval($s); ``` ] このコードで`eval()`される文字列は以下のとおりです。 ```php echo strtr(" addcslashes($s, chr(39))]); ``` これを見ると、 + ソースコード全体を表す変数を、自分自身を何らかのプレースホルダで置き換えた上で用意する + その変数のプレースホルダを、その変数の値で置換する + 結果を出力する というQuineの基本処理が実行されていることがわかります。`try-quine5.php`と比べ、`strtr()`関連の処理が一回しか書かれていないことがわかるでしょうか。 なお、`eval()`を使う場合、`addslashes()`によってダブルクォート等がエスケープされてしまうと有効なPHPコードではなくなってしまうので、シングルクォートだけをエスケープするよう`addcslashes()`を用いています。こちらはエスケープ対象の文字を指定することができ、`chr(39)`とは`'`のことです。 冒頭に掲載した`simple.php`は、この考え方で更に短くしたものです。置換処理自体は`printf()`の`%s`指定子でおこなっており、エスケープ対象であるシングルクォートの出力も`printf()`の`%c`指定子を使っています。 = 応用Quine 基本的なQuineの仕組みを理解すれば、より複雑で面白い挙動をするQuineを作ることができます。ここでは代表的な応用例を紹介します。 == Quineアスキーアート Quineは本質的にはただの文字列の出力プログラムです。ソースコードを特定の形に整形することで、面白い見た目のQuineを作れます。 こちらをご覧ください。 #file("quine-japan.php")[ ```php [ 1,0 ]," j"= >[0 ,-1 ],"k"=>[0 ,1] ,"l"=>[-1 ,0] ,de fau lt= >[0,0],}; $zx =$zp%3;$z y=i ntd iv( $zp ,3) ;$s x=$ zx+ $dx ;$s y=$ zy+ $dy ;if ($s x<0 ||2 <$s x)$sx=$zx ;if ($sy<0||2 <$s y)$ sy= $zy ;$sp=$sy* 3+$ sx;[$z[$s p], $z[ $zp ]]= [$z [$z p], $z[ $sp ]]; ech o(" g etI ter ato r() ;$B =fn ($_ =1) =>$ M(f n()=>prin t([ $i->curre nt( ),$ i-> nex t() ][0]),ran ge( 1,$_*3)); $W= fn( $_= 1)= >pr int (st r_r epe at( $C( 32) ,$_ *3) );$ N=f n() =>p rint($C(1 0)) ;$B(7);$N (); for($y=0; $y< 3;$ y++){$B(1 9); $N();$B() ;$W (5);$B(); $W( 5); $B( );$ W(5 );$ B() ;$N (); $B( );$ W(5 );$ B() ;$W (5) ;$B (); $W( 5); $B();$N() ;fo r($l=0;$l <10 ;$l ++) {$B ();for($x =0; $x<3;$x++ ){$ W(1 );$ M(f n($ _)= >$_ ?$B (): $W(),$m[$n[$M("ord",$S($z))[$y*3+$x]-97][intdiv($l,2)]]); $W(1);$B();}$N();}$B();$W(5);$B();$W(5);$B();$W(5);$B();$ N() ;$B (); $W( 5); $B( );$ W(5 );$ B();$W(5) ;$B ();$N();$ B(1 9); $N( );}$B(9); ech o($C(39). ",[ $C( 32) =>" .$C (34 ).$ C(3 4). ",$ C(1 0)= >". $C( 34) .$C (34 )." ])) ;");//$M= "ar ray _ma p"; $S= "str_spli t"; $C= "ch r"; $zp =st rpo s($ z," a") ;[$ dx, $dy ]=m atc h($ arg v[1 ]?? null){"h" =>[ 1,0 ]," j"= >[0 ,-1],"k"= >[0 ,1] ,"l "=> [-1 ,0] ,de fau lt= >[0 ,0],};$zx=$zp%3;$zy=intdiv($zp,3);$sx=$zx+$dx;$sy=$zy+//$ M="array_map";$S="str_split',[chr(32)=>"",chr(10)=>""])); ``` ] ] このQuineはスライドパズルになっており、引数で渡す値によって出力が変化します。「8」を右に動かしたいなら`php quine-puzzle.php l`と、「6」を下に動かしたいなら`php quine-puzzle.php j`と実行すれば、次の盤面が新たなソースコードとして出力されます。そのソースコードももちろんパズルになっており、もう一度実行することで二手動かした状態の盤面が得られます。操作はVimの移動キーと対応しており、それぞれ`h`が左、`j`が下、`k`が上、`l`が右移動です。 = おわりに 今回紹介したのはQuineのほんの一端にすぎません。より深くQuineを知るには、末尾の参考文献にも挙げている『あなたの知らない超絶技巧プログラミングの世界』という書籍がお勧めです。本記事、特に「Quineを書いてみよう！」の章は、同書の第三章の説明を大いに参考にさせていただきました。 この記事でQuineに興味を持っていただけたなら、ぜひご自身だけのQuineを書いてみてはいかがでしょうか。 最後に、拙作のQuineをいくつか紹介します。 - https://github.com/nsfisis/9-puzzle-quine.php - PHP - 記事中に記載したスライドパズルQuine - https://github.com/nsfisis/cohackpp - PHP - 友人の結婚祝いに贈ったQuine。実行すると「ご結婚おめでとうございます」と一文字ずつ表示される - https://github.com/nsfisis/phperbiglt-2025 - Python + PHP - 「巳」の形のPythonコードと「午」形のPHPコードが交互に切り替わるQuine - https://github.com/nsfisis/twitter2x-quine - Ruby - TwitterのロゴとXのロゴが交互に切り替わるQuine - https://github.com/nsfisis/pong-wars-quine.rb - Ruby - 一時期SNSで話題になった「Pong Wars」を実装したQuine - https://github.com/nsfisis/trick-2025 - Ruby - Rubyプログラムにルビを振って出力するQuine - TRICK 2025というコンテストで入賞した作品 また、本記事中に出てくるソースコードは下記のGitHubリポジトリに同じファイル名でアップロードしています。`src/`ディレクトリ以下を参照してください。また、`test.sh`を走らせることでQuineになっているかどうかのテストが可能です。 https://github.com/nsfisis/phperkaigi-2026-brochure-article #align(center)[ #qr-code("https://github.com/nsfisis/phperkaigi-2026-brochure-article", width: 30mm) ] = 参考文献 - 遠藤侑介『あなたの知らない超絶技巧プログラミングの世界』技術評論社、2015年 - https://gihyo.jp/book/2015/978-4-7741-7643-7 #[ #v(10em) 余白を埋めるQuine、ヨハクワイン #show raw: set text(size: 5pt) #file("blanquine.php")[ ```php