使用宏进行 Rust 元编程

简介

在本实验中，我们将探索 Rust 提供的强大宏系统，该系统允许通过将宏扩展为抽象语法树来进行元编程。macro_rules! 宏用于创建宏，它们通过结尾的 ! 与函数区分开来。宏对于避免代码重复、创建特定领域语言以及为可以接受可变数量参数的函数定义可变参数接口非常有用。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

Skills Graph

macro_rules!

Rust 提供了一个强大的宏系统，支持元编程。正如你在前面章节中看到的，宏看起来像函数，只是它们的名字以惊叹号 ! 结尾。不过，宏并不会生成函数调用，而是会被扩展为与程序其他部分一起编译的源代码。然而，与 C 和其他语言中的宏不同，Rust 宏会被扩展为抽象语法树，而不是字符串预处理，所以你不会遇到意外的优先级错误。

宏是使用 macro_rules! 宏创建的。

// 这是一个名为 `say_hello` 的简单宏。
macro_rules! say_hello {
    // `()` 表示该宏不接受参数。
    () => {
        // 宏会扩展为此代码块的内容。
        println!("Hello!")
    };
}

fn main() {
    // 此调用会扩展为 `println!("Hello")`
    say_hello!()
}

那么宏为什么有用呢？

1. 避免重复代码。在很多情况下，你可能在多个地方需要类似的功能，但类型不同。通常，编写宏是避免重复代码的有效方法。（稍后会详细介绍）

2. 特定领域语言。宏允许你为特定目的定义特殊语法。（稍后会详细介绍）

3. 可变参数接口。有时你想定义一个接受可变数量参数的接口。例如 println!，它可以根据格式字符串接受任意数量的参数。（稍后会详细介绍）

总结

恭喜你！你已经完成了 Macro_rules! 实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。