为什么基于抽象语法树的宏比基于字符串预处理的宏更好？

Question

我开始学习Rust了.我通过示例在Rust中遇到了这一行:

但是,与C和其他语言中的宏不同,Rust宏被扩展为抽象语法树,而不是字符串预处理,因此您不会遇到意外的优先级错误.

为什么抽象语法树比字符串预处理更好？

Answer 1

如果你在C中有这个:

#define X(A,B) A+B
int r = X(1,2) * 3;

值r将是7,因为预处理器将其扩展为1+2 * 3,即1+(2*3).

在Rust中,您将拥有:

macro_rules! X { ($a:expr,$b:expr) => { $a+$b } }
let r = X!(1,2) * 3;

这将评估9,因为编译器会将扩展解释为(1+2)*3.这是因为编译器知道宏的结果应该是一个完整的,自包含的表达式.

也就是说,C宏也可以这样定义:

#define X(A,B) ((A)+(B))

这样可以避免任何非显而易见的评估问题,包括由于上下文而重新解释参数本身.但是,当你使用宏时,你永远无法确定宏是否已经正确地考虑了它可以使用的每种可能的方式,因此很难说出任何给定的宏扩展会做什么.

通过使用AST节点而不是文本,Rust确保不会发生这种歧义.

Answer 2

使用 C 预处理器的经典​​示例是

#define MUL(a, b) a * b

// ...

int res = MUL(x + y, 5);

宏的使用将扩展到

int res = x + y * 5;

这与预期相去甚远

int res = (x + y) * 5;

发生这种情况是因为 C 预处理器实际上只是执行简单的基于文本的替换，它并不是语言本身的一个组成部分。预处理和解析是两个独立的步骤。

如果预处理器像编译器的其余部分一样解析宏，这发生在宏是实际语言语法的一部分的语言中，这不再是一个问题，因为优先级（如上所述）和关联性等都被考虑在内。