在 Rust 的宏中创建闭包环境

Question

我正在努力实现这样的目标（简化）：

macro_rules! atest {
    ($closure:tt) => {
        let x = 5;
        println!("Result is {}", $closure())
    };
}

fn main() {
    //let x = 50;
    atest!((|| 5 + x));
}

它不起作用，因为编译器在宏评估之前考虑了 atest 宏的参数：

error[E0425]: cannot find value `x` in this scope
  --> src/main.rs:10:20
   |
10 |     atest!((|| 5 + x));
   |                    ^ not found in this scope

有可能使这项工作吗？我的理解是宏在编译前展开。

Answer 1

Is it possible to make this work? My understanding was that macros are expanded before compilation?

宏在编译之前展开，但在解析之前不展开。原始输入代码已经被解析，宏在抽象语法树上运行，而不是在文本上运行。例如，闭包已经被理解为闭包，其自由变量已经绑定到其词法范围内的变量。

这与某些其他语言的宏不同，例如 C/C++，它对原始文本进行操作，如果您不小心，就会把事情搞得一团糟。

Answer 2

解释了为什么您的操作不起作用。这是所谓的 "macro hygiene" 的一部分：在宏内部声明的东西不能 "leak" 进入周围的范围。

您面临的问题的一个常见解决方法是将标识符的名称作为另一个参数传递到宏中：

macro_rules! atest {
    ($x:ident, $closure:tt) => {
        let $x = 5;
        println!("Result is {}", $closure())
    };
}

fn main() {
    atest!(x, (|| 5 + x));
}

这会起作用，因为命名 x 将它放在调用者的范围内，即使声明在宏内部也是如此。

您可能会注意到闭包是不必要的，至少在这个例子中是这样——您可以将 5 + x 作为表达式传递给宏并使其内联扩展。

macro_rules! atest {
    ($x:ident, $value:expr) => {
        let $x = 5;
        println!("Result is {}", $value)
    };
}

你称这个宏为 atest!(x, 5 + x)，它看起来有点像它自己的闭包。这可能会让您产生改为编写 atest!(|x| 5 + x) 的想法。这也适用，变量范围为闭包：

macro_rules! atest {
    ($closure:expr) => {
        let x = 5;
        println!("Result is {}", $closure(x))
    };
}

参考资料

Macros in Rust pt1

在 Rust 的宏中创建闭包环境

Creating environment for closure in a macro in Rust

rust

rust-macros

参考资料