class - 是否可以在不使用 `eval()` 的情况下在 Julia 中实现类型工厂？

Question

例如，我有一个基本类型的抽象类型，我想实现一个类型工厂，在这个抽象类型下动态创建具体类型，名称(和其他类型特征)由用户输入参数给出。

abstract type AbstractFoo end

function TypeFactory(typename::String, supertype::DataType)
    ...
    return ConcreteSubtype
end

TypeFactory 函数接受typename 和supertype 参数，并创建属于supertype 的具体类型，并且与 typename 同名。

我知道这种类工厂在 Python 中实现起来并不难(例如 How can I dynamically create derived classes from a base class )。在 Julia 中，可以通过使用 eval(parse()) 来模拟它来评估字符串表达式 ( Is it possible to create types in Julia at runtime? )。但在我看来，这个解决方案并不是面向对象意义上的真正类型工厂。是否有可能在 Julia 中拥有一个行为类似于 OOP 语言(Python、C# 等)中的类型工厂？

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编辑 [2018 年 2 月 8 日]:

我的错误是没有清楚地表达事情。我是 Julia 的新手，最近才开始用它编写我的项目。我知道不支持继承，也不想在 Julia 中解决这个问题。

我有 Python 背景，我觉得 eval() 通常用于原型(prototype)设计而不是生产代码。当然 Julia 是不同的，并且比纯 Python 高效得多，但是提供给 eval() 的代码仍然必须在运行时编译(如果我错了请纠正我)。从性能的角度来看，它的使用也有点不鼓励 (Julia, speeding up eval)。

我所说的“用户输入”并不仅仅指命令行输入。它们可以由用户的配置文件提供。 (也就是说，@SalchiPapa 的宏解决方案既恰当又优雅!)

Answer 1

Is it possible to implement a type factory in Julia without using eval()?

你可以使用宏:

• https://docs.julialang.org/en/stable/manual/metaprogramming/#man-macros-1

Macros provide a method to include generated code in the final body of a program. A macro maps a tuple of arguments to a returned expression, and the resulting expression is compiled directly rather than requiring a runtime eval() call.

julia> VERSION
v"0.7.0-DEV.2098"

julia> module Factory
       export @factory
       macro factory(type_name::Symbol, super_type::Symbol)
           # ...
           return quote
               struct $type_name <: $(esc(super_type))
                   # ...
                   bar
               end
               return $(esc(type_name))
           end
       end
       end
Main.Factory

julia> using Main.Factory: @factory

julia> abstract type AbstractFoo end

julia> @factory ConcreteFoo AbstractFoo
ConcreteFoo

julia> foo = ConcreteFoo(42)
ConcreteFoo(42)

julia> foo.bar
42

julia> ConcreteFoo <: AbstractFoo
true

julia> supertype(ConcreteFoo)
AbstractFoo

根据@Gnimuc 在评论中的理解进行编辑，使用input:

julia> module Factory
       export @factory

       function input(prompt::String="")::String
           print(prompt)
           return chomp(readline())
       end

       macro factory(type_name = input("Type name: "))
           AbstractT = Symbol(:Abstract, type_name)
           ConcreteT = Symbol(:Concrete, type_name)
           return quote
               abstract type $(esc(AbstractT)) end
               struct $ConcreteT <: $(esc(AbstractT))
                   bar
               end
               return $(esc(AbstractT)), $(esc(ConcreteT))
           end
       end
       end
Main.Factory

julia> using Main.Factory: @factory

julia> @factory
Type name: Foo
(AbstractFoo, ConcreteFoo)

julia> @factory
Type name: Bar
(AbstractBar, ConcreteBar)

julia> @factory Baz
(AbstractBaz, ConcreteBaz)

julia> foo = ConcreteFoo(42)
ConcreteFoo(42)

julia> foo.bar
42

julia> ConcreteFoo <: AbstractFoo
true

julia> supertype(ConcreteFoo)
AbstractFoo

julia> @macroexpand @factory
Type name: Qux
quote
    #= REPL[1]:13 =#
    abstract type AbstractQux end
    #= REPL[1]:14 =#
    struct ConcreteQux <: AbstractQux
        #= REPL[1]:15 =#
        bar
    end
    #= REPL[1]:17 =#
    return (AbstractQux, ConcreteQux)
end

julia> eval(ans)
(AbstractQux, ConcreteQux)