如何评估 nim 中的表达式？

Question

我正在尝试在 nim 中执行与 Python 中的 eval 方法等效的方法。我的印象是 macros 包中的 parseStmt 应该可以帮助我解决这个问题，但我遇到了一个我不明白的编译问题。

import macros

echo parseStmt("1 + 2")

我原以为它会在执行时打印 3，但编译却抱怨说

Error: request to generate code for .compileTime proc: $

我发现 this thread，并且那里的示例有效，并且在此之后，我能够使以下程序按我预期的方式工作：

import macros
import strformat

macro eval(value: string): untyped =
  result = parseStmt fmt"{value}"

echo eval("1+2")

但我完全不明白为什么要这样写。如果我内联语句 let value = "1 + 2"; echo parseStmt fmt"{value}"，我会得到与上面相同的编译错误。

另外，在上面的 eval 宏的上下文中，为什么 parseStmt value 与 parseStmt fmt"{value}" 不同？

我在这里错过了什么？

提前感谢您的澄清！

Answer 1

注意：虽然此答案概述了为什么会发生这种情况，但请记住，您尝试做的事情可能不会产生您想要的结果（我假设是表达式的运行时评估）。

您正在尝试将 NimNode 传递给需要 string 的 parseStmt。 fmt 宏自动将 {} 中的任何内容字符串化，您可以通过执行 $value 将节点转换为字符串来省略 fmt。

正如我已经指出的，这个 将不会 像在 Python 中那样工作：Nim 没有运行时评估。字符串中的表达式将在编译时进行计算，因此像这样的简单示例将不会做你想做的事：

import std/rdstdin
let x = readLineFromStdin(">")
echo eval(x)

为什么？

首先，因为您正在对传递给 eval 的 AST 进行字符串化，所以要传递给宏的不是 x 变量后面的 string - 它将成为表示 x 变量的符号。如果您将一个符号字符串化，您将获得底层标识符，这意味着 parseStmt 将接收 "x" 作为其参数。这将影响存储在 x 中的字符串被打印出来，这是错误的。

您想要的是以下内容：

import std/rdstdin
import std/macros

macro eval(value: static string): untyped =
  result = parseStmt(value)

echo eval("1 + 2")

这可以防止将运行时已知的值传递给宏。您现在只能将 const 和文字传递给它，这是正确的行为。

Answer 2

不像 Python 是一种解释型语言，Nim 是编译型的。这意味着所有代码都在编译时被解析并转换为机器码，而你最终得到的程序对 Nim 根本一无所知（至少只要你不将 Nim 编译器导入为模块，这是可能的）。所以 Nim 中的 parseStmt 和所有 macro/template 扩展内容都是在编译期间完成的。该错误虽然可能有点难以阅读，但它试图告诉您传递给 $ 的内容（这是 Nim 中的转换为字符串的运算符，并由 echo 在其所有arguments) 是编译时的东西，不能在运行time 上使用。在这种情况下，这是因为 parseStmt 不是 return "3"，它 return 类似于 NimNode(kind: nnkIntLit, intVal: 3)，并且 NimNode 类型仅可用在编译期间。然而，Nim 允许您在编译时将运行代码转换为 return 其他代码，这就是宏的作用。您在那里编写的 eval 宏采用 value，这是在运行时间内解析为字符串的任何语句，作为 NimNode 传递。这也是 result = parseStmt value 在您的情况下不起作用的原因，因为 value 还不是字符串，但可能类似于从标准输入读取字符串，这会在 [=43 期间产生字符串=]时间。然而，这里使用 strformat 有点混乱和矫枉过正。如果您将代码更改为：

import macros

macro eval(value: static[string]): untyped =
  result = parseStmt value

echo eval("1+2")

它将正常工作。这是因为我们现在已经告诉 Nim value 需要是 static 即在编译时已知。在这种情况下，字符串文字 "1+2" 显然在编译时已知，但这也可能是对编译时过程的调用，甚至是 staticRead 的输出，它在编译期间读取文件。

如您所见，Nim 非常强大，但编译时和运行-时之间的障碍有时会让人有些困惑。另请注意，您的 eval 过程实际上并没有在编译时评估任何东西，它只是 return 的 Nim 代码 1 + 2 所以您的代码最终是 echo 1 + 2。如果您想在编译时实际运行代码，您可能需要查看编译时过程。

希望这有助于阐明您的问题。

如何评估 nim 中的表达式？

How to evaluate an expression in nim?

macros

metaprogramming

nim-lang

为什么？