Ξέρεις ήδη πώς να φτιάχνεις μια quotation από κομμάτια και να την εκτελείς. Μια quotation δεν είναι παρά μια ακολουθία κώδικα, οπότε οι λέξεις για ακολουθίες που ξέρεις ισχύουν και γι' αυτήν:
USING: kernel math prettyprint quotations sequences ;
{ [ 1 ] [ 2 + ] [ 3 * ] } concat >quotation call . ! => 9
[ 1 + ] dup append . ! => [ 1 + 1 + ]
Το append ενώνει δύο quotations, το concat επιπεδοποιεί έναν πίνακα από αυτές, το map μετατρέπει δεδομένα σε quotations και το >quotation κάνει το αποτέλεσμα να μπορεί να κληθεί. Το MACRO: παίρνει ακριβώς αυτή την ικανότητα και τη μεταφέρει στον χρόνο μεταγλώττισης.
Τι είναι ένα μάκρο
Ένας ορισμός MACRO: μοιάζει με μια συνηθισμένη λέξη, αλλά το σώμα του εκτελείται όσο μεταγλωττίζεται το πρόγραμμά σου, όχι όταν αυτό εκτελείται. Το σώμα πρέπει να αφήσει μία quotation στη στοίβα. Ο μεταγλωττιστής τότε παρεμβάλλει αυτή την quotation στο σημείο κλήσης. Αντικαθιστά την κλήση του μάκρο με τον κώδικα που παρήγαγε το σώμα. Κατά την εκτέλεση δεν μένει κανένα μάκρο, μόνο ο κώδικας που δημιουργήθηκε.
USING: kernel macros sequences ;
MACRO: twice ( quot -- spliced )
dup append ;
Όπου κι αν γράψεις [ 1 + ] twice, ο μεταγλωττιστής:
- εκτελεί το σώμα με το
[ 1 + ] στη στοίβα,
- το
dup append φτιάχνει την quotation [ 1 + 1 + ],
- παρεμβάλλει τον κώδικά της,
1 + 1 +, σε εκείνο το σημείο.
Έτσι, μια λέξη που καλεί το twice μεταγλωττίζεται σαν να είχες γράψει 1 + 1 + με το χέρι:
: inc-twice ( x -- y ) [ 1 + ] twice ;
5 inc-twice . ! => 7
Η βασική αντίθεση: μια συνηθισμένη λέξη που παίρνει μια quotation της κάνει call κατά την εκτέλεση. Ένα μάκρο δεν καλεί ποτέ τίποτα. Δίνει στον μεταγλωττιστή νέο κώδικα για να μεταγλωττίσει στη θέση του.
Οι είσοδοι πρέπει να είναι κυριολεκτικές τιμές
Επειδή το σώμα εκτελείται στον χρόνο μεταγλώττισης, οι είσοδοι ενός μάκρο πρέπει να είναι γνωστές τότε. Πρέπει να είναι κυριολεκτικά στο σημείο κλήσης: μια quotation [ … ], ένας αριθμός, ένας πίνακας, μια συμβολοσειρά. Μια τιμή που υπάρχει μόνο κατά την εκτέλεση δεν μπορεί να δοθεί σε ένα μάκρο.
! DOCTEST: SKIP — illustrative call sites, not standalone code
[ 1 + ] twice ! ok: the quotation is a literal
[ 1 + ] 3 repeat-quot ! ok: the quotation and the number are literals
Τα εργαλεία
Το σώμα ενός μάκρο είναι συνηθισμένος κώδικας που επιστρέφει μια quotation. Λέξεις που έχεις ήδη συναντήσει κάνουν τη μεγαλύτερη δουλειά:
| για να φτιάξεις… |
χρησιμοποίησε |
το [ A B ] από τα [ A ] και [ B ]
|
append |
| μία quotation από έναν πίνακα από αυτές |
concat >quotation |
| μία quotation για κάθε στοιχείο μιας ακολουθίας |
map, μετά concat >quotation
|
Δύο ακόμη λέξεις, από τα sequences και kernel, συμπληρώνουν το σετ.
Το <repetition> (στο sequences) φτιάχνει μια ακολουθία από n αντίγραφα ενός στοιχείου. Η επίδρασή του στη στοίβα είναι ( length elt -- repetition ), με το πλήθος πρώτο. Το αποτέλεσμα είναι μια εικονική ακολουθία, οπότε την επιπεδοποιείς με τον συνηθισμένο τρόπο:
3 [ 1 + ] <repetition> concat >quotation . ! => [ 1 + 1 + 1 + ]
Το curry (στο kernel) προσθέτει μια τιμή στην αρχή μιας quotation και παράγει μια νέα quotation που σπρώχνει πρώτα αυτή την τιμή:
3 [ + ] curry . ! => [ 3 + ]
{ 1 2 3 } [ . ] curry . ! => [ { 1 2 3 } . ]
Με το curry ενσωματώνεις ένα συγκεκριμένο στοιχείο μέσα σε μια quotation, ακριβώς αυτό που μετατρέπει τα { 10 20 30 } και [ + ] σε [ 10 + ] [ 20 + ] [ 30 + ].
Γιατί αυτό είναι πιο απλό απ' όσο ακούγεται
Σε κάποιες γλώσσες, τα μάκρο χρειάζονται ειδικό συντακτικό quote/unquote και επιπλέον μηχανισμούς για να αποφεύγονται οι συγκρούσεις ονομάτων. Η Factor δεν χρειάζεται τίποτα από αυτά: μια quotation είναι ήδη μια ακολουθία από επιλυμένες λέξεις. Ο αναλυτής έψαξε και βρήκε κάθε dup, + και append όταν διάβασε το [ … ]. Άρα το σώμα ενός μάκρο είναι απλώς ο χειρισμός ακολουθιών που κάνεις ήδη και που τυχαίνει να επιστρέφει μια quotation.
Ένας κοντινός συγγενής: $[ … ]
Ένα μάκρο επιστρέφει μια quotation για να παρεμβληθεί σε μια κλήση. Όταν αντίθετα θέλεις μια απλή τιμή υπολογισμένη τη στιγμή της ανάλυσης, το $[ code ] εκτελεί τον code όσο το αρχείο διαβάζεται και ενσωματώνει το αποτέλεσμα στον πηγαίο κώδικα ως κυριολεκτικό:
! DOCTEST: SKIP — compile-time value, shown for contrast
USING: calendar literals ;
CONSTANT: build-time $[ now ]
Το $[ … ] προέρχεται από το λεξιλόγιο literals, που συγκεντρώνει τις λέξεις για την παρεμβολή αποτελεσμάτων του χρόνου ανάλυσης σε κυριολεκτικά. Αναφέρεται για πληρότητα. Τα τέσσερα στένσιλ που θα γράψεις, τα twice, repeat-quot, compose-many και each-literal, είναι όλα δηλώσεις MACRO:.
Άσκηση εκμάθησης
