Spiiin's blog | daScript macro-3

daScript macro-3

2024/03/30

В большинстве языков с развитым мета-программированием существует 2 способа написания макросов — построение синтаксического дерева из кирпичиков (ExprXXX-блоки в daScript), и с помощью цитирования (quote/qmacro_xxx). Примеры генерации каждым из способов — в предыдущей заметке.

Второй способ более компактный, но приводит к появлению мета-языка для внедрения кусков сгенерённого кода в цитируемый код. Проблема этого языка в том, что он разрастаётся — постепенно появляются различные макросы для деклараций блоков/функций/переменных (qmacro macros), различные способы внедрения кусков кода — подстановка выражений/идентификаторов/типа/списков аргументов (escape sequences). Этот встроенный язык (причём частично на низком уровне, в лексический парсер) постепенно усложняется, в попытках охватить весь основной язык.

Ideas for a Programming Language Part 3: No Shadow Worlds — тут это явление названо “теневыми мирами”.

Проблема менее заметна в языках с однородный синтаксисом, как в LISP, когда всё представлено в виде списков, или с динамической типизацией, в которых не жалко производительности на вызов полноценного eval, принимающий строку кода и возвращающий строку результата. Всякие движки подстановки (templates_boost), которые работают на промежуточном уровне, решают проблему частично — они дают возможность заменять одни куски синтаксического дерева на другие, но своими правилами создают новые теневые миры.

Пример шаблона, который сейчас не осиливает разобрать templates_boost:

//PARAMS нельзя сгенерировать кодом и подставить на это место ни одним правилом системы шаблонов
var myStruct = [[Struct PARAMS]]

мета-язык ВСЕГДА требует ещё какое-нибудь мелкое расширение

Собственно, мой поинт в том, чтобы махнуть рукой на несовершенство теневых миров, требующих расширения, и просто часть задач с макросами решать на уровне построения синтаксического дерева “вручную”. Набросал макрос для daScript, который разбирает ast-функции и аннотирует каждую ноду текстом с названием Expr-блока, представляющего эту ноду, чтобы было проще “срисовывать” синтаксическое дерево (похожий на dumpTree в Nim).

Пример вывода:

options optimize = false //отключаем оптимизации, если хотим посмотреть все AST-ноды
require expr_print

struct SaySomethingParams
    a, b : int

def function1()
    var params <- new [[SaySomethingParams() a = 1, b = 2]]
    return params

[export]
def main()
    print_expression(@@function1)

//Output:
---------Annotated expression---------
// [nosideeffects]
def function1 : SaySomethingParams?
        ExprLet let ExprLetVariable params : SaySomethingParams? <- ExprAscend new ExprMakeStruct [[SaySomethingParams ExprMakeStructField a = ExprConstInt 1, ExprMakeStructField b = ExprConstInt 2]]
        ExprReturn return ExprVar params
--------------------------------------

Красивее выглядит в терминале, который понимает цветовый коды:

full-size

Код
https://github.com/spiiin/dascript_print_expression