Julia 中的表达式和宏

元编程是一种构建良好代码的方法。如果准确地使用这种技术，那么它可以产生更简洁和可读的代码。 Julia 是一种同音语言，这意味着 Julia 可以将自己的代码拟人化为语言本身的数据结构。程序可以在没有任何额外构建步骤的情况下重建自己的代码。作为元编程语言的 Julia 的另一个特性是运行程序能够动态地遇到自身特性的能力。表达式和宏是 Julia 元编程的重要组成部分。

Julia 中的表达式

表达式是 Julia 语言中的特殊类型对象。 Julia 代码似乎是从 Expr 类型的 Julia 数据结构扩展而来的语法树。这使得在 Julia 中设置和更改 Julia 代码变得简单，而无需推断原始文本。

任何尚未计算的代码块都可以说是一个表达式。有一个特定的函数用于评估表达式。

例如，

上面的代码只是形成了一个对象'Expr'，除非任何函数对该对象采取行动，否则它将保持原样，例如eval() ，

这一切似乎有点复杂，因为您只需要添加两个数字。这个复杂表达式背后的原因是它向 Julia 程序员展示了新的强大功能。

表达式的创建

在 Julia 中有多种创建表达式的方法，下面列出了其中的一些：

使用 Expr()函数

Julia 提供了一个预定义的函数Expr()，可用于创建用户选择的表达式。

这里， my_exp = Expr(:(=), :x, 10)是语法的前缀符号，第一个参数是 head，其余是表达式的参数。头部确定要执行的操作，这里将值 10 分配给 x。

报价

使用引号创建表达式的基本语法是冒号（ 🙂后跟括号（）围绕代码的单个语句，即:()

您可以使用 Meta.parse 和 Expr 等各种其他方式构造此表达式a*b+c+10

使用报价...结束

这可以创建多行表达式。

插值

Julia 允许在表达式中插入字面量，即它允许将值插入到表达式中。

插入为表达式的元组示例，

注意：如果表达式没有被引用，它将显示编译时错误：

$ 只允许插入单个表达式，如果要插入多个表达式，请使用$(exps...)，其中 exps 是表达式数组。

评估表达式

表达式可以使用预定义的eval()方法进行评估。

在上面的例子中， a的值在表达式的构造时被视为表达式中的中间值，因此a=0无关紧要。这里， a 的值被视为30 。

表达式上的函数

Julia 的一个非常有用的特性是能够在 Julia 内部生成和操作 Julia 代码。我们已经看到了一个返回 Expr 对象的函数示例：parse函数，它接受字符串Julia 代码并返回相应的 Expr。 Expr 对象也可以作为函数的参数，并且函数返回另一个 Expr 。这是一个例子，

Julia 中的宏

现在您知道了如何在 Julia 中处理表达式，现在有修改它们的步骤，这是使用宏完成的。宏是评估输入表达式并给出结果输出表达式的方法之一。 Julia 语言中的过程如下：它首先解析和评估宏，宏产生的处理后的代码最终像普通表达式一样被评估。宏可以称为代码的代码。下面是语法：

macro e(x)
   if typeof(x) == Expr  
      println(x.args)
   end
   return x
end

使用字符“@”作为前缀运行宏，

@name exp1 exp2 ...
@name(exp1, exp2, ...)

这是两种写作风格，不应混用。

julia> @e 10
10

在传递数字“10”时，它会返回数字本身，因为数字不是表达式。以下是更多宏的示例。

示例 1：

示例 2：

有一些方法可以知道宏的参数。这可以使用宏体内的show()函数来完成：

让我们看一下@asset宏，下面是示例：

它可以按如下方式使用：

上面的代码其实是这样的：

10 == 10.0 ? nothing : throw(AssertionError("10 == 1.0"))
10 == 0 ? nothing : throw(AssertionError("10 == 0"))

整个表达式被放入发生@assert 宏调用的语法树中，然后在执行时，如果测试表达式的计算结果为真，则不返回任何内容，而如果测试为假，则会引发错误，指示断言那是错误的表达。

让我们看另一个宏@eval。您一定在考虑eval()但它们在某些方面有所不同。 eval()是一个函数，@eval 是一个宏。您熟悉 eval()函数，它首先扩展和评估表达式，但 @eval 不做同样的事情。它不会扩展表达式，如果要评估表达式，可以使用插值过程。这可以按如下方式完成：

基本上，

@eval $(ex) == eval(ex)

上面的代码块将返回 true。