计算宏中重复的长度

Question

我正在尝试实现一个宏以允许创建类似 MATLAB 的矩阵。我有一个基本的工作宏，但我还有很长的路要走。

我希望能够执行正确的结构（每行中的元素数量相同），但我不确定如何在宏中执行此操作。我想我想强制每个内部重复具有相同的长度 - 这是我能做的吗？

到目前为止，这是我的代码：

pub struct Matrix<T> {
    pub cols: usize,
    pub rows: usize,
    pub data: Vec<T>
}

macro_rules! mat {
    ( $($( $x:expr ),*);* ) => {
        {
            let mut vec = Vec::new();
            let mut rows = 0;

            $(
                $(
                    vec.push($x);
                )*
                rows += 1;
            )*
            Matrix { cols : vec.len()/rows, rows: rows, data: vec}
        }
    };
}

It works 但如您所见，这并不是很安全。对结构没有限制。

我想用这个宏做更多的事情，但我认为这是一个好的开始！

更新：

这里是 some playground code 我设计的一个蹩脚的实现。如果有人有更好的建议请告诉我！不然我自己关了

Answer 1

首先，要快速解决问题的标题：请参阅 Counting chapter in The Little Book of Rust Macros。总结一下：没有直接的方法，你需要编写一个宏来扩展到你可以用常规代码计算的东西。

现在，来解决你的实际问题：天哪。

这不是你想要的计数，如果sub-sequences有不同的长度，它会在编译时失败。

首先，没有clean 方法可以从宏触发编译失败。您可以触发一些 other pre-existing 错误，但您无法控制实际的错误消息。

其次，在宏中进行"variable"比较根本就没有简单的方法。您可以有时与固定的标记序列进行比较，但您不会在这里这样做。

所以它是两倍 not-really-doable。

最简单的做法是在运行时检查构造期间的长度，如果不匹配，return 会出现错误或恐慌。

实际上不可能吗？我不这么认为。如果您愿意接受难以理解的错误消息和大量的复杂性跳跃，您可以检查两个标记序列之间的长度是否相等，如下所示：

macro_rules! tts_equal_len {
    (($_lhs:tt $($lhs_tail:tt)*), ($_rhs:tt $($rhs_tail:tt)*)) => {
        tts_equal_len!(($($lhs_tail)*), ($($rhs_tail)*))
    };
    (($($_lhs_tail:tt)+), ()) => { do_something_bad!() };
    ((), ($($_rhs_tail:tt)+)) => { do_something_bad!() };
    ((), ()) => { do_something_good!() };
}

macro_rules! do_something_bad { () => { { println!("kaboom!") } } }
macro_rules! do_something_good { () => { { println!("no kaboom!") } } }

fn main() {
    tts_equal_len!((,,,), (,,,));
    tts_equal_len!((,,,), (,,));
    tts_equal_len!((,), (,,));
}

同样，真正的问题是找到一些在编译时失败的方法，以便用户理解为什么编译失败。

Answer 2

macro_rules! count {
    () => (0usize);
    ( $x:tt $($xs:tt)* ) => (1usize + count!($($xs)*));
}

macro_rules! mat {
    ( $( $x:expr ),* ) => { {
        let vec = vec![$($x),*];
        Matrix { cols : vec.len(), rows: 1, data: vec }
    } };
    ( $( $x0:expr ),* ; $($( $x:expr ),*);* ) => { {
        let mut _assert_width0 = [(); count!($($x0)*)];
        let mut vec = Vec::new();
        let rows = 1usize;
        let cols = count!($($x0)*);

        $( vec.push($x0); )*

        $(
            let rows = rows + 1usize;
            let _assert_width = [(); count!($($x)*)];
            _assert_width0 = _assert_width;
            $( vec.push($x); )*
        )*

        Matrix { cols : cols, rows: rows, data: vec }
    } }
}

playground

count! 宏扩展为常量表达式，表示它作为输入获得的参数数量。它只是 mat! 宏的帮手。如果你需要计算很多项而编译器无法处理它，请参阅 the Counting chapter in The Little Book of Rust Macros，其中有更复杂的计数宏。

我的宏版本使用虚拟变量和赋值来验证所有行的宽度是否相同。首先，我更改了宏的模式以将第一行与后续行分开处理。第一个变量 _assert_width0 用单位数组（() 初始化，这使得数组不占用内存），数组的大小是第一行中的项目数。然后，_assert_width 也用一个单位数组初始化，数组的大小是每个后续行中的项目数。然后，_assert_width 被分配给 _assert_width0。这里的神奇之处在于，如果一行的宽度与第一行的宽度不匹配，则此行将引发编译器错误，因为数组的类型将不匹配（您可能有例如 [(); 3] 和[(); 4])。但是，如果您不知道宏中发生了什么，则错误不是很清楚：

<anon>:38:24: 38:37 error: mismatched types:
 expected `[(); 3]`,
    found `[(); 4]`
(expected an array with a fixed size of 3 elements,
    found one with 4 elements) [E0308]
<anon>:38           _assert_width0 = _assert_width;
                                     ^~~~~~~~~~~~~
<anon>:47:13: 47:44 note: in this expansion of mat! (defined in <anon>)
<anon>:38:24: 38:37 help: see the detailed explanation for E0308

计算宏中重复的长度

Counting length of repetition in macro

macros

rust