如何评估 nim 中的表达式？答案

【问题标题】：How to evaluate an expression in nim?如何评估 nim 中的表达式？
【发布时间】：2021-03-28 22:24:57
【问题描述】：

我正在尝试在 nim 中执行与 Python 中的 eval 方法等效的操作。我的印象是 macros 包中的 parseStmt 应该可以帮助我解决这个问题，但我遇到了一个我不明白的编译问题。

import macros

echo parseStmt("1 + 2")

我本以为它会在执行时打印3，但编译却抱怨

Error: request to generate code for .compileTime proc: $

我找到了this thread，并且那里的示例可以正常工作，然后，我能够制作出以下程序，可以按我的预期工作：

import macros
import strformat

macro eval(value: string): untyped =
  result = parseStmt fmt"{value}"

echo eval("1+2")

但我完全不明白为什么它需要以这种方式编写。如果我内联语句 let value = "1 + 2"; echo parseStmt fmt"{value}"，我会得到与上面相同的编译错误。

另外，在上面的eval 宏的上下文中，为什么parseStmt value 与parseStmt fmt"{value}" 不同？

我在这里错过了什么？

提前感谢您的澄清！

【问题讨论】：

标签： macros metaprogramming nim-lang

【解决方案1】：

与作为解释型语言的 Python 不同，Nim 是经过编译的。这意味着所有代码都在编译时被解析并转换为机器代码，而您最终得到的程序对 Nim 完全不了解（至少只要您不将 Nim 编译器作为模块，这是可能的）。所以parseStmt 和 Nim 中的所有宏/模板扩展内容都是在编译期间完全完成的。该错误虽然可能有点难以阅读，但它试图告诉您传递给 $ 的内容（这是 Nim 中的转换为字符串的运算符，由 echo 在其所有参数上调用）是编译时不能在运行时使用的东西。在这种情况下，这是因为parseStmt 不返回"3"，它返回类似NimNode(kind: nnkIntLit, intVal: 3) 的东西，而NimNode 类型仅在编译时可用。然而，Nim 允许您在编译时运行代码以返回其他代码，这就是宏的作用。您在那里编写的eval 宏采用value，这是在运行时解析为字符串的任何语句，作为NimNode 传递。这也是result = parseStmt value 在您的情况下不起作用的原因，因为value 还不是字符串，但可能类似于从标准输入中读取字符串，这会在运行时生成字符串。然而，在这里使用strformat 有点令人困惑和矫枉过正。如果您将代码更改为：

import macros

macro eval(value: static[string]): untyped =
  result = parseStmt value

echo eval("1+2")

它会工作得很好。这是因为我们现在告诉 Nim value 必须是 static 即在编译时已知。在这种情况下，字符串文字 "1+2" 在编译时显然是已知的，但这也可能是对编译时过程的调用，甚至是在编译期间读取文件的 staticRead 的输出。

正如您所见，Nim 非常强大，但编译时和运行时之间的界限有时会让人有点困惑。另请注意，您的eval 过程实际上不会在编译时评估任何内容，它只是返回 Nim 代码1 + 2，因此您的代码最终为echo 1 + 2。如果您想在编译时实际运行代码，您可能需要查看编译时过程。

希望这有助于阐明您的问题。

【讨论】：

【解决方案2】：

注意：虽然此答案概述了为什么会发生这种情况，但请记住，您尝试执行的操作可能不会产生您想要的结果（我认为这是表达式的运行时评估)。

您正在尝试将NimNode 传递给parseStmt，它需要string。 fmt 宏自动将 {} 中的任何内容字符串化，您可以省略 fmt，通过执行 $value 将节点转换为字符串。

正如我已经指出的，这个不会像在 Python 中那样工作：Nim 没有运行时评估。字符串中的表达式将在编译时进行评估，因此像这样的简单示例将不做你想做的事：

import std/rdstdin
let x = readLineFromStdin(">")
echo eval(x)

为什么？

首先，因为您正在对传递给 eval 的 AST 进行字符串化，所以传递给宏的不是 x 变量后面的 string - 它是符号表示x 变量。如果对符号进行字符串化，您将获得底层标识符，这意味着 parseStmt 将接收 "x" 作为其参数。这将影响存储在x 中的字符串被打印出来，这是错误的。

您想要的是以下内容：

import std/rdstdin
import std/macros

macro eval(value: static string): untyped =
  result = parseStmt(value)

echo eval("1 + 2")

这可以防止将运行时已知的值传递给宏。您现在只能将 consts 和文字传递给它，这是正确的行为。

【讨论】：