macros - 可以使用 Julia 宏来生成基于特定功能实现的代码吗？

Question

我对 Julia 很陌生，我正在学习元编程。

我想编写一个宏，它接收输入一个函数并根据其输入的实现细节返回另一个函数。

例如给出:

function f(x)
    x + 100
end

function g(x)
    f(x)*x
end

function h(x)
    g(x)-0.5*f(x)
end

我想编写一个返回类似内容的宏:

function h_traced(x) 
   f = x + 100
   println("loc 1 x: ", x)
   g = f * x
   println("loc 2 x: ", x)
   res = g - 0.5 * f
   println("loc 3 x: ", x)

现在，code_lowered 和 code_typed 似乎都以 CodeInfo 的形式返回了 AST，但是当我尝试在宏中以编程方式使用它时，我得到了空对象。

macro myExpand(f)
    body = code_lowered(f)
    println("myExpand Body lenght: ",length(body))
end

像这样称呼

@myExpand :(h)

但是宏之外的相同调用可以正常工作。

code_lowered(h)

最后甚至以下返回一个空的 CodeInfo。

macro myExpand(f)
    body = code_lowered(Symbol("h"))
    println("myExpand Body lenght: ",length(body))
end

这可能是微不足道的，但我无法弄清楚为什么 h 符号不解析为定义的函数。我是否遗漏了有关符号范围的信息？

Answer 1

我发现将宏视为一种将输入语法转换为输出语法的方法很有用。

所以你可以很好地定义一个宏@my_macro这样

@my_macro function h(x)
  g(x)-0.5*f(x)
end

会扩展到类似的东西

function h_traced(x)
  println("entering function: x=", x)
  g(x)-0.5*f(x)
end

但是对于这样的宏， h只是一个名称，一个标识符(技术上是 Symbol )，可以转换为 h_traced . h不是绑定(bind)到此名称的函数(与 x = 2 相同的方式涉及将名称 x 绑定(bind)到整数值 2 ，但 x 不是 2 ； x 只是可用于引用 2 的名称)。与此相反，当您调用 code_lowered(h) , h首先得到评估，然后 code_lowered将其值(这是一个函数)作为参数传递。

回到我们的宏:扩展为一个涉及 g 定义的表达式和 f比单纯的语法转换走得更远:我们要离开纯粹的语法领域，因为这样的转换需要“理解”这些是函数，查找它们的定义等等。

你想对了 code_lowered和 friend 们:这是 IMO 对您要实现的目标的足够抽象级别。您可能应该查看 Cassette.jl 之类的工具或 IRTools.jl .话虽如此，如果您对 Julia 还比较陌生，那么在深入研究此类主题之前，您可能希望多熟悉该语言。