如何插入 Julia "for" 表达式？

Question

我正在编写一个宏 @vcomp（向量理解），它基于 Python 的列表理解，带有条件子句以简洁地过滤元素方式。

macro vcomp(comprehension::Expr, when::Symbol, condition)
    comp_head, comp_args = comprehension.head, comprehension.args
    comp_head ∉ [:comprehension, :typed_comprehension] && error("@vcomp not a comprehension")
    when ≠ :when && error("@vcomp expected `when`, got: `$when`")
    T = comp_head == :typed_comprehension ? comp_args[1] : nothing
    if VERSION < v"0.5-"
        element  = comp_head == :comprehension ? comp_args[1] : comp_args[2]
        sequence = comp_head == :comprehension ? comp_args[2] : comp_args[3]
    else
        element  = comp_head == :comprehension ? comp_args[1].args[1] : comp_args[2].args[1]
        sequence = comp_head == :comprehension ? comp_args[1].args[2] : comp_args[2].args[2]
    end
    result = T ≠ nothing ? :($T[]) : :([])
    block = Expr(:let, Expr(:block,
                Expr(:(=), :res, result),
                Expr(:for, sequence,
                    Expr(:if, condition,
                        Expr(:call, :push!, :res, element))),
                :res))
    return esc(block)
end

这样使用：

julia> @vcomp Int[i^3 for i in 1:10] when i % 2 == 0
5-element Array{Int64,1}:
    8
   64
  216
  512
 1000

展开为：

julia> macroexpand(:(@vcomp Int[i^3 for i in 1:15] when i % 2 == 0))
:(let
        res = Int[]
        for i = 1:15
            if i % 2 == 0
                push!(res,i ^ 3)
            end
        end
        res
    end)

我期待能够像这样写 block:

block = quote
    let
        res = $result
        for $sequence
            if $condition
                push!(res, $element)
            end
        end
        res
    end
end

这给出了以下错误：

ERROR: syntax: invalid iteration specification

而不是我想出的方法：

block = Expr(:let, Expr(:block,
            Expr(:(=), :res, result),
            Expr(:for, sequence,
                Expr(:if, condition,
                    Expr(:call, :push!, :res, element))),
            :res))

但是我能够直接使用 Expr(:for, ...) 来完成它，如上所示，据我所知这是一个解析器错误（这是一个错误吗？）。我也一直找不到这种插值的例子，这是我试过的：

julia> ex₁ = :(i in 1:10)
:($(Expr(:in, :i, :(1:10))))

julia> ex₂ = :(i = 1:10)
:(i = 1:10)

julia> quote
           for $ex₁
ERROR: syntax: invalid iteration specification

julia> quote
           for $ex₂
ERROR: syntax: invalid iteration specification

构造整个表达式并检查它：

julia> ex₃ = quote
           for i in 1:10
               print(i)
           end
       end
quote  # none, line 2:
    for i = 1:10 # none, line 3:
        print(i)
    end
end

julia> ex₃.args
2-element Array{Any,1}:
 :( # none, line 2:)
 :(for i = 1:10 # none, line 3:
        print(i)
    end)

julia> ex₃.args[2].args
2-element Array{Any,1}:
 :(i = 1:10)
 quote  # none, line 3:
    print(i)
end

julia> ex₃.args[2].args[1]
:(i = 1:10)

julia> ex₃.args[2].args[1] == ex₂    # what's the difference then?
true

这有效但可读性较差：

julia> ex₄ = Expr(:for, ex₁, :(print(i)))
:(for $(Expr(:in, :i, :(1:10)))
        print(i)
    end)

julia> ex₅ = Expr(:for, ex₂, :(print(i)))
:(for i = 1:10
        print(i)
    end)

julia> eval(ex₃)
12345678910
julia> eval(ex₄)
12345678910    
julia> eval(ex₅)
12345678910

有什么方法可以改用更简洁的语法吗？与我期望编写的内容相比，我发现当前的实现难以阅读和推理。

Answer 1

首先，我相信 Julia 正在接受守卫的理解（在 v0.5 中？）。

回答您的问题：解析器希望能够验证其输入在语法上是否正确，而无需查看内插的实际值。尝试例如

x, y = :i, :(1:10)
quote
    for $x = $y
    end
end

现在解析器可以识别语法的相关部分。（如果你改用 for $x in $y，你应该得到相同的 AST。）

如何插入 Julia "for" 表达式？

How to interpolate into a Julia "for" expression?

metaprogramming

abstract-syntax-tree

expression-trees

julia