为什么要在Julia中使用宏？

Question

我正在阅读有关宏的文档，并在“Hold up: why macros”部分发现了以下内容。使用宏的理由如下:

宏是必要的，因为它们在代码解析时执行， 因此，宏允许程序员在整个程序运行之前生成和包含定制代码片段。

这让我想知道为什么有人希望在整个程序运行之前“生成和包含定制代码片段”。请问有人可以提供相关背景信息以及宏的其他好用例吗？

- logankilpatrick

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您可以使用宏创建自己的语言结构。我不熟悉Julia，但例如在Clojure中，您可以纯粹使用宏制作自己版本的Python的with块。 - Carcigenicate

如果Groovy支持宏，您也可以轻松地使用它们解决这个问题。 - Carcigenicate

Answer 1

让我给你谈谈我的宏观视角。

宏基本上是一个代码 -> 代码函数。它以代码（一个Julia表达式）作为输入，并输出代码（另一个Julia表达式）。

这有什么用？它有多个目的：

• 编译时复制和粘贴：您不必多次编写相同的代码，而是可以定义一个简短的宏，在您放置它的任何地方为您编写它。 (示例)

• 领域特定语言（DSL）：您可以创建特殊的语法，在宏代码 -> 代码转换后被纯Julia结构替换。这在许多软件包中用于定义特殊语法，例如此处和此处。

• 代码生成：想象一下，您想编写一段非常长的代码，虽然很长，但非常简单，因为它具有某种重复自己相当琐碎的模式。手动编写该代码可能会很麻烦（甚至实际上是不可能的）。宏可以为您以编程方式生成代码。一个例子是for循环展开（参见此处和此处）。但是，即使@time宏也不会做比在提供的Julia表达式周围放置一堆Base.time_ns()函数调用更多的事情。

• 特殊字符串解析：如果您在Julia中键入文字3.2，它将被解析并解释为Float64。现在，想象一下，您想要提供一个数字文本，超出了Float64精度，但适合于BigFloat。键入big(3.123124812498124812498)将无法工作，因为首先将文本数字解释为Float64，然后将其传递给big函数。相反，您需要一种方法，在解析时告诉Julia这应该成为BigFloat。这由@big_str 3.2宏处理，为方便起见，也可以写为big"3.2"。后者只是语法糖。

可能还有许多宏的应用，但对我来说，这些是最重要的。

最后，让我引用Steven G. Johnson在JuliaCon 2019上的精彩演讲:

大多数情况下，不要使用元编程 :)

- carstenbauer

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我理解得对吗，宏允许在运行时修改代码？ - vasili111

@vasili111 编译时间，Julia 是一种 JIT 语言。 - schneiderfelipe