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Rust のマクロについて調べてみた

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October 27, 2020

Rust のマクロについて調べてみた

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osyo

October 27, 2020
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  1. Rust LT 会@ オンライン Rust LT 会@ オンライン Rust のマクロについて調べてみた

    Rust のマクロについて調べてみた
  2. ⾃⼰紹介 ⾃⼰紹介 名前:osyo Twitter : github : ブログ : 元

    C++er の現 Rails エンジニア 趣味で Ruby にパッチを投げたりしてる Rust 歴は1 ⽇ 昔 struct + trait でコンパイル時処理で遊んだことはある コンパイル時に階乗を⾏おうとしたりとか… @pink_bangbi osyo-manga Secret Garden(Instrumental) https://osyo-manga.github.io/slide-shinjukurb-58-rust/#/
  3. Rust のマクロについて調べてみた Rust のマクロについて調べてみた

  4. マクロとは マクロとは ソースコード中に繰り返し登場する特定の記述を、別の(短い)記 述に置き換えることができる機能をマクロという。 C / C++ ではプリプロセッサでプリプロセス時に機械的にコードを置 換する機能 Rust

    でも同等の機能があるが C / C++ よりもより強⼒な機能になって いる 単純な置換ではなくて構⽂⾃体を拡張できる 構⽂⽊レベルでの拡張ができる(らしい #define PI 3.14 #define PLUS(a, b) a + b auto f = PI + PI; // auto f = 3.14 + 3.14 auto n = PLUS(1, 2) * 3 // auto n = 1 + 2 * 3
  5. 簡単な使い⽅ 簡単な使い⽅ macro_rules! 名前 {} でマクロを定義する事ができる ( 引数) => {

    展開後のコード } でマクロ本体を記述する // マクロを定義する // hello がマクロ名になる macro_rules! hello { () => { println!("Hello!"); }; } fn main() { // 定義したマクロを呼び出す // hello!() のように ! を付けて関数っぽい呼び出しを⾏う hello!(); // println!("Hello!"); に置き換わる // () ではなくて [] や {} で呼び出すことができる hello![]; // {} の場合は ; がなくてもいいらしい hello!{} }
  6. パターンを定義する パターンを定義する ( パターン) => { ... } で呼び出し元から渡された値を元に処理を分岐す ることができる

    macro_rules! animal { // 引数の値で処理を切り分ける (cat) => { " にゃーん" }; (dog) => { " わーん" }; // 再帰的にマクロを呼び出すこともできる (cat and dog) => { animal!(cat).to_string() + " and " + animal! (dog) }; (cat -> dog) => { animal!(cat).to_string() + " to " + animal!(dog) }; } fn main() { // 引数の⽂字列によって呼び出されるマクロの処理が切り替わる println!("{}", animal!(cat)); // output: にゃーん println!("{}", animal!(dog)); // output: わーん println!("{}", animal!(cat and dog)); // output: にゃーん and わーん println!("{}", animal!(cat -> dog)); // output: にゃーん to わーん }
  7. パターンを変数で受け取る パターンを変数で受け取る メタ変数と呼ばれるもので { 変数名: フラグメント指定⼦} で値を受け 取ることができる macro_rules! plus

    { // $a と $b で引数の値を受け取る // expr は『式を受け取る』という意味 // expr はフラグメント指定⼦と呼ばれる ($a: expr, $b: expr) => { $a + $b }; } macro_rules! calc { // 演算⼦も受け取る事ができる ($a: expr, $op: tt, $b: expr) => { $a $op $b }; } fn main() { println!("{}", plus!(1, 2)); // output: 3 println!("{}", plus!(1, 2 * 3)); // output: 7 println!("{}", calc!(1, -, 2)); // output: -1 }
  8. デバッグ⽤のマクロをつくってみる デバッグ⽤のマクロをつくってみる 式とその結果の両⽅を出⼒するマクロを定義する // 式を受け取ってその式の⽂字列と結果を表⽰する macro_rules! debug { // stringify!

    で受け取った値を⽂字列に変換できる ($expr: expr) => { println!("{} => {}", stringify!($expr), $expr) } } fn main() { let a = 42; debug!(1 + 2); // output: 1 + 2 => 3 debug!(a + 3); // output: a + 3 => 45 debug!(a.to_string() + "homu"); // a.to_string() + "homu" => 42homu }
  9. マクロのスコープ マクロのスコープ マクロ内のスコープは独⽴しているので変数は外から参照できない macro_rules! test { // マクロ内のスコープは独⽴していて変数は外から参照できない () =>

    { let a = 42; println!("{}", a); }; } fn main() { test!(); // error[E0425]: cannot find value `a` in this scope a; }
  10. マクロの優先順位( 評価順) マクロの優先順位( 評価順) マクロが先に評価される #define test 1 + 2

    // 1 + 2 * 3 と展開される test * 3 // 7 macro_rules! test { () => { 1 + 2 }; } fn main() { // (1 + 2) * 3 が評価される println!("{}", test!() * 3); // output: 9 }
  11. まとめ まとめ C / C++ と⽐べて Rust のマクロはかなり強⼒に⾒える この強⼒なマクロを Ruby

    で実装したい… まだまだおもしろい使い⽅があると思うので今後も調べていきたい このあたりの話を普段から Rust を使っている⼈からいろいろと 聞いてみたい 実際のユースケースなどなど そもそも Rust のマクロの仕組みが(コンパイラや構⽂レベルで)わ かってないのでそのあたりを今後は理解していきたい
  12. 資料 資料 Rust の全マクロ種別が分かったつもりになれる話! / rust-all-kinds-of- macro ためしておぼえる Rust のマクロ

    - Qiita Rust のマクロを覚える - Qiita マクロクラブ Rust ⽀部 | κeen のHappy Hacκing Blog
  13. ご清聴 ご清聴 ありがとうございました ありがとうございました