Já sabes construir uma quotation a partir de peças e executá-la. Uma quotation é apenas uma sequência de código, por isso as palavras de sequência que já conheces também se aplicam a ela:
USING: kernel math prettyprint quotations sequences ;
{ [ 1 ] [ 2 + ] [ 3 * ] } concat >quotation call . ! => 9
[ 1 + ] dup append . ! => [ 1 + 1 + ]
O append junta duas quotations, o concat achata um array delas, o map transforma dados em quotations e o >quotation torna o resultado passível de ser chamado. O MACRO: pega nessa mesma competência e transporta-a para o tempo de compilação.
O que é uma macro
Uma definição MACRO: parece uma palavra normal, mas o seu corpo é executado enquanto o teu programa está a ser compilado, e não enquanto é executado. O corpo tem de deixar uma quotation na pilha. O compilador insere depois essa quotation no local da chamada: substitui a chamada da macro pelo código que o corpo produziu. Em tempo de execução já não resta nenhuma macro, apenas o código gerado.
USING: kernel macros sequences ;
MACRO: twice ( quot -- spliced )
dup append ;
Onde quer que escrevas [ 1 + ] twice, o compilador:
- executa o corpo com
[ 1 + ] na pilha,
-
dup append constrói a quotation [ 1 + 1 + ],
- insere o seu código,
1 + 1 +, nesse local.
Assim, uma palavra que chama twice compila como se tivesses escrito 1 + 1 + à mão:
: inc-twice ( x -- y ) [ 1 + ] twice ;
5 inc-twice . ! => 7
O contraste essencial: uma palavra normal que recebe uma quotation chama-a com call em tempo de execução. Uma macro nunca chama nada: entrega ao compilador código novo para compilar no seu lugar.
As entradas têm de ser literais
Como o corpo é executado em tempo de compilação, as entradas de uma macro têm de ser conhecidas nessa altura. Têm de ser literais no local da chamada: uma quotation [ … ], um número, um array, uma string. Um valor que só existe em tempo de execução não pode ser entregue a uma macro.
! 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
O conjunto de ferramentas
O corpo de uma macro é código normal que devolve uma quotation. As palavras que já conheceste fazem a maior parte do trabalho:
| para construir… |
usa |
[ A B ] a partir de [ A ] e [ B ]
|
append |
| uma quotation a partir de um array delas |
concat >quotation |
| uma quotation por cada elemento de uma sequência |
map, depois concat >quotation
|
Mais duas palavras, de sequences e kernel, completam o conjunto.
<repetition> (em sequences) cria uma sequência de n cópias de um elemento. O seu efeito na pilha é ( length elt -- repetition ): a contagem vem primeiro. O resultado é uma sequência virtual, por isso achata-a da forma habitual:
3 [ 1 + ] <repetition> concat >quotation . ! => [ 1 + 1 + 1 + ]
curry (em kernel) acrescenta um valor ao início de uma quotation, produzindo uma nova quotation que empilha esse valor primeiro:
3 [ + ] curry . ! => [ 3 + ]
{ 1 2 3 } [ . ] curry . ! => [ { 1 2 3 } . ]
O curry é a forma de incorporar um elemento concreto numa quotation: é exatamente o que transforma { 10 20 30 } e [ + ] em [ 10 + ] [ 20 + ] [ 30 + ].
Porque é que isto é mais simples do que parece
Nalgumas linguagens, as macros precisam de sintaxe especial de quote/unquote e de maquinaria extra para evitar colisões de nomes. O Factor não precisa de nada disso: uma quotation já é uma sequência de palavras resolvidas; o parser procurou cada dup, + e append quando leu o [ … ]. Assim, o corpo de uma macro é apenas a manipulação de sequências que já fazes, que por acaso devolve uma quotation.
Um primo próximo: $[ … ]
Uma macro devolve uma quotation para ser inserida numa chamada. Quando, em vez disso, queres um valor simples calculado em tempo de análise, $[ code ] executa code enquanto o ficheiro está a ser lido e incorpora o resultado no código-fonte como literal:
! DOCTEST: SKIP — compile-time value, shown for contrast
USING: calendar literals ;
CONSTANT: build-time $[ now ]
O $[ … ] vem do vocabulário literals, que reúne as palavras para interpolar resultados de tempo de análise em literais. É mencionado por uma questão de completude. Os quatro stencils que vais escrever, twice, repeat-quot, compose-many e each-literal, são todos declarações MACRO:.
Exercício de aprendizagem
