长生不老药中的语言结构与宏

Question

我正在向https://elixirschool.com/en/lessons/basics/control-structures/ 学习控制结构 我注意到它提到了

你以前可能遇到过 if/2，如果你使用过 Ruby，你就会熟悉 unless/2。在 Elixir 中，它们的工作方式大致相同，但它们被定义为宏，而不是语言结构。您可以在内核模块中找到它们的实现。

那么 Elixir 中的语言结构和宏有什么区别？什么时候需要编写宏？

Answer 1

宏是一种对编程语言进行编程的方法。简单地说，宏是一种生成程序代码的方式，而不是一直自己编写。

另一方面，语言结构（有时称为“特殊形式”）是长生不老药本身的核心。过度简化可能是 if 的实现不是在 Elixir 中完成的，而是在 Elixir 实现的语言中完成的。

假设您想使用提到的unless。

编辑：unless 在 Elixir 中可用。但让我们假设其余部分不是。

在 Elixir 中，该语言中没有 unless。 José Valim 没有实施它。但是你总是可以写一些具有相同语义的东西：一个否定的if。

我们希望喜欢拥有这个，但我们不：

unless sun_shines() do 
  open_umbrella()
end

但是我们只有一个if和一个not，所以我们可以这样写：

if not sun_shines() do 
  open_umbrella()
end

其次，宏是一种特殊的函数，但它的参数是代码，执行宏的结果也是代码。假设我们有unless 宏，它接受一个条件（即sun_shines()）和一个主体（即open_umbrella()），并返回if not sun_shines(), do: open_umbrella()。所以宏是一个在你的“死代码”级别工作并生成“死代码”的函数。

您可能会认为编写宏太愚蠢了。确实如此。但是这些类型的问题比您想象的更频繁地发生，然后宏是解决该问题的好方法。这只是一种对您的编程语言进行编程的方式。

Aleksei Matiushkin 提供了unless 宏的示例实现：

defmodule MyMacros do
  defmacro unless(ast, do: block) do
    quote do
      if not unquote(ast) do
        unquote(block)
      end
    end
  end
end

在这里您可以清楚地看到您给它一个 AST（抽象语法树），它会将其转换为另一个 AST (quote)，并将其注入到您调用宏的位置。请注意，这一切都发生在编译时。您的程序此时尚未执行！

例如，假设您有上述模块可用，这是您的程序：

defmodule MyProgram do 
  def my_function(x) do 
    unless sun_shining() do 
      open_umbrella()
    end
  end
end

编译后执行前，您的程序将如下所示：

defmodule MyProgram do 
  def my_function(x) do 
    if not sun_shining() do 
      open_umbrella()
    end
  end
end

这个阶段就是我们所说的宏观扩张阶段。

另外，在这里您可以找到分别在 Elixir 和 ExUnit 中使用的两个实际宏。

https://github.com/elixir-lang/elixir/blob/d48b16cf549eca0629449a47cc5574a7170706c3/lib/ex_unit/lib/ex_unit/assertions.ex#L104

https://github.com/elixir-lang/elixir/blob/13ced80fcda1bea69037aacd4b052a0c44b4be61/lib/elixir/lib/stream/reducers.ex#L58

注意：我一直在为这个答案添加越来越多的信息。答案实际上值得一本书，而 Chris McCord 的 Metaprogramming Elixir 是最好的。