Rust的宏功能強大,絕對不是花架子以及一堆醜陋的代碼堆而已,它值得你花點時間。Rust宏中,有一個難點就是重複(repetition)功能。這裡想主要闡述一下。
關于宏相關的進階的資料,可以參考《Rust宏小冊 中文版》,具體資料見:https://daseinphaos.github.io/tlborm-chinese/book/README.html。
一、重複的模式
重複的模式需要用括号括起來,外面再加上 $。括号裡面,是标記一個模式的開始和結束,往往是用逗号或分号分隔的。
幾種主要的重複模式,基本上就是“,”“;”,“+”,“*”的組合模式。
一種組合,這種情況更多放在宏的執行動作中,其中“,”、“;”看場景,有時侯也可以不用。
$(...,)*
$(...;)*
$(...,)+
$(...;)+
另一種組合:往往放在宏的參數()中,表明各輸入參數是以“;”還是“,”隔開。
$(...),* //參數以“,”隔開,類似: let mut t =vec![1,2,3];
$(...);* //參數以“;”隔開,類似: let mut t =vec![1;2;3]; 以下類推.
$(...),+
$(...);+
其中,
+ 表示一次或多次(至少一次),而 * 表示零次或多次。
() 括号,也可以用[],{}代替,隻不過最好按慣用的規則,更清晰。
二、類似于vec!的例子
//version 1.0
macro_rules! vector {
($($x:expr),*) => { // 1、為什麼這裡面用“,”号?
{
let mut temp_vec = Vec::new();
$(temp_vec.push($x);)* // 2、還有其它的寫法? 3、為什麼這裡用“;”
temp_vec
}
};
}
上面2個問題:
(1)、關于問題1,用“,”的目的是什麼?我們知道,
let mut temp =vec![1,2,3]; // 當然也可以 let mut temp =vec!(1,2,3); 也可以用{}。
中,1,2,3是用“,”分隔的。如果用“;”那麼,這個分隔号就必須用“;”。那如果我“,”或“;”都可以用呢? 你可以選擇改一下上面的代碼。
//version 2.0
macro_rules! vector {
($($x:expr),*) => {
{
let mut temp_vec = Vec::new();
$(temp_vec.push($x);)*
temp_vec
}
};
($($x:expr);*) => {
{
let mut temp_vec = Vec::new();
$(temp_vec.push($x);)*
temp_vec
}
};
}
需要說明的是,即使如此:
let mut data =vector![1,2;3]; // 這種“,”、“;”混用,仍然是不行的;
(2)、關于問題2
除“ * ”可以改成“+”外,
$(temp_vec.push($x);)* //這個模式和前四種不一樣呀
還可以:
//version 3.0
macro_rules! vector {
($($x:expr),*) => {
{
let mut temp_vec = Vec::new();
($(temp_vec.push($x)),*); // 這裡的“,”不能用“;”替代。
temp_vec
}
};
}
另外,來一個簡化版的,去掉上面的括号:
//version 4.0
macro_rules! vector {
($($x:expr),*) => {
{
let mut temp_vec = Vec::new();
$(temp_vec.push($x)),* //簡化版的,“*”可以換成“+”
temp_vec
}
};
}
此外,在version3.0的基礎上,寫一個可以“;”的版本。version3.0的版本不能用“;”的原因,很可能是讓編譯器産生歧義,是以,我們可以改寫一下:
//version 5.0
macro_rules! vector {
($($x:expr),*) => {
{
let mut temp_vec = Vec::new();
$(temp_vec.push($x));*; // 這裡可以用“;”或“,”,因為結尾加了一個“;”
temp_vec
}
};
}
( 3 )、“;”不可以換成“,”
(4)、注意,宏的重複語句可以不用“;”結尾
$(temp_vec.push($x);)*; // 結尾“;”可以省略
或
$(temp_vec.push($x)),+; // 同樣,結尾“;”可以省略
三、一個遞歸(recursion)的例子
我們再來看下面的一個例子(注:來源rustprimer)。借用這個例子的原因是這個例子有很多值得分析的地方。
macro_rules! find_min {
($x:expr) => ($x);
($x:expr, $($y:expr),+) => ( // 1、第一個逗号和第二個逗号
std::cmp::min($x, find_min!($($y),+)) // 2、find_min!($($y),+))還有其它的寫法?
)
}
// 下面的說明也來源自rustprimer.
因為模式比對是按分支順序比對的,一旦比對成功就不會再往下進行比對(即使後面也能比對上),是以
模式比對中的遞歸都是在第一個分支裡寫最簡單情況,越往下包含的情況越多。這裡也是一樣,第一個分
支 ($x:expr) 隻比對一個表達式,第二個分支比對兩個或兩個以上表達式,注意加号表示比對一個或多個,然後裡面是用标準庫中的 min 比較兩個數的大小,第一個表達式和剩餘表達式中最小的一個,其中剩餘表達式中最小的一個是遞歸調用 find_min! 宏,與遞歸函數一樣,每次遞歸都是從上往下比對,隻到比對到基本情況。我們來寫寫 find_min!(5u32, 2u32 * 3, 4u32) 宏展開過程
1. std::cmp::min(5u32, find_min!(2u32 * 3, 4u32))
2. std::cmp::min(5u32, std::cmp::min(2u32 * 3, find_min!(4u32)))
3. std::cmp::min(5u32, std::cmp::min(2u32 * 3, 4u32))
分析起來與遞歸函數一樣,也比較簡單。
上面的2個問題:
1、問題1
第一個逗号能換成分号麼 ?
當然可以,但是,要改的不是一點了。這相當于需要編譯器接受“;”為分隔号。
接受比如以下的格式:
let mut data =find_min2[1;2;3];
具體的改法如下:
macro_rules! find_min2 {
($x:expr) => ($x);
($x:expr; $($y:expr);*) => ( //兩個“;”分隔号
std::cmp::min($x, find_min2!($($y);*)) // 這裡也要改成“;”分隔号,而且不能用“,”
)
}
第二個逗号能去掉麼? 不行,因為你這裡要告訴編譯器,你接受的參數是用什麼來進行分隔的。
2、問題2
當然,上面的例子,直接把“+”換成“*”是沒有問題的;
除此之外,能否換成其它模式? 比如下面把其中的","去掉,形成簡化的形式?
find_min!($($y),+) => find_min!($($y)+)
我認為:不可以(沒有找到其它的成功的案例)。因為在這裡find_min!()内的參數形式,要有參數”分隔“的形式感。
四、訂制化的println
macro_rules! my_println {
() => {
println!("macro, my println!");
};
($val:expr) => {
println!("Look at this other macro: {}", $val);
};
($($x:expr),*) => {
$(println!("{}",$x);)*
};
}
fn main() {
my_println!(1, 2);
thread::sleep_ms(500000);
}
輸出是:
1
2