简介
元编程是Lisp最强大的特性(参考官方文档介绍,我没有用过Lisp),元编程即将代码视作程序本身的数据结构,它使得程序可以改变生成自己的代码。
1、程序表示
这里介绍两种创建表达式的方式Meta.parse和Expr。
1). 用字符串表示代码,然后用Meta.parse转换成表达式,如:
julia> prog = "1 + 1"
"1 + 1"
julia> ex1=Meta.parse(prog)
:(1 + 1)
2). 也可以直接通过表达式对象生成:
julia> ex2 = Expr(:call, :+, 1, 1)
:(1 + 1)
3) 表达式有两个部分,head和args:
julia> ex1.head
:call
julia> ex1.args
3-element Array{Any,1}:
:+
1
1
4) 或者直接用dump查看表达式:
julia> dump(ex1)
Expr
head: Symbol call
args: Array{Any}((3,))
1: Symbol +
2: Int64 1
3: Int64 1
2.表达式与求值
1). 冒号也可以用来创建表达式,和Meta.parse,Expr创建的表达式是等价的
julia> ex = :(a+b*c+1)
:(a + b * c + 1)
2). 使用quote ... end结构创建表达式
julia> ex = quote
x = 1
y = 2
x + y
end
quote
#= none:2 =#
x = 1
#= none:3 =#
y = 2
#= none:4 =#
x + y
end
3、插值(Interpolation)
插值即插入表达式中的值,用$开头表示,如下表达式$a即插值,
julia> a = 1;
julia> ex = :($a + b)
:(1 + b)
julia> ex1 = :(a+b)
:(a + b)
它与直接使用变量的ex1区别在于,ex中a的值已经被写入表达式中a如果在后面改变了,ex不变;而ex1中a的值是随a变化,如:
julia> b=4
4
julia> eval(ex)
5
julia> eval(ex1)
5
julia> a=3
3
julia> eval(ex)
5
julia> eval(ex1)
7
4、嵌套引用表达式
使用quote...end 可以定义多行表达式,也可以定义单行表达式。甚至可以多层嵌套:
julia> x = :(1 + 2);
julia> e = quote quote $x end end
quote
#= none:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= none:1 =#
$(Expr(:$, :x))
end))
end
e是嵌套表达式。注意这里有一个Expr(:$, :x),表明x并没有被求值,它属于内层表达式。
对e求值可以得到内层表达式,这时$x会被求值:
julia> eval(e)
quote
#= REPL[2]:1 =#
3 + 4
end
使用双$符可以将x的值插入:
julia> e = quote quote $$x end end
quote
#= none:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= none:1 =#
$(Expr(:$, :(1 + 2)))
end))
end
这里x已经被求值了,这个表达式定义之后就不随x改变了。
对e求值产生插值3:
julia> eval(e)
quote
#= none:1 =#
3
end
看一下多层嵌套的例子:
julia> e2=quote quote quote $$x end end end
quote
#= REPL[37]:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= REPL[37]:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= REPL[37]:1 =#
$(Expr(:$, :($(Expr(:$, :x)))))
end))
end))
end
julia> e3=quote quote quote $$$x end end end
quote
#= REPL[38]:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= REPL[38]:1 =#
$(Expr(:quote, quote
#= REPL[38]:1 =#
$(Expr(:$, :($(Expr(:$, :(4 + 6))))))
end))
end))
end
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