用于将 `f(dim1,dim2,..) = value` 转换为 `f(value,dim1,dim2,..)` 的 Julia 宏

Question

我正在尝试编写一个 Julia 宏来转换它：

[par1!( par2(d1,d2)+par3(d1,d2)   ,d1,d2,dfix3) for d1 in DIM1, d2 in DIM2]

（不是很鼓舞人心）变成更易读的东西，像这样：

@meq par1!(d1 in DIM1, d2 in DIM2, dfix3) =  par2(d1,d2)+par3(d1,d2)

其中 par1!() 是设置一些多维数据的函数，par2() 是 getData() 类型的函数。

我正在尝试使用宏来实现它，但由于我是第一次使用 julia marcro，所以我不确定如何 "assemble" 各个部分的最终表达式.. 这是我到目前为止所做的：

macro meq(eq)
   # dump(eq)
    lhs_par               = eq.args[1].args[1]
    rhs                   = eq.args[2]
    lhs_dims              = eq.args[1].args[2:end]
    loop_counters         = [d.args[2] for d in lhs_dims if typeof(d) == Expr]
    loop_sets             = [d.args[3] for d in lhs_dims if typeof(d) == Expr]
    loop_wholeElements    = [d for d in lhs_dims if typeof(d) == Expr]
    lhs_dims_placeholders = []
    for d in lhs_dims
        if typeof(d) == Expr
            push!(lhs_dims_placeholders,d.args[2])
        else
            push!(lhs_dims_placeholders,d)
        end
    end
    outExp =  quote
      [$(lhs_par)($(rhs),$(lhs_dims_placeholders ...)) for  $(loop_wholeElements ...) ]
    end
    #show(outExp)
    return outExp
end

但是上面的宏没有编译并且 returns 由于 for $(loop_wholeElements) 部分的语法错误（“无效的迭代规范”）......实际上我不知道如何处理表达式在 lhs_dims_placeholders 和 loop_wholeElements 中为了“assemble” 扩展表达式…

编辑：

发布的示例 d1、d2 和 dfix3 只是一个特定案例，但宏应该能够处理循环的任何维度。我认为上面的宏可以做到这一点，但我不知道如何构建最终表达式.. :-(

Answer 1

我们可以使用 MacroTools.jl 作为模板匹配的便捷工具，而不是手动执行那些硬编码的 args 匹配内容：

julia> using MacroTools

julia> macro meq(ex)
           @capture(ex, f_(d1_ in dim1_, d2_ in dim2_, dfix3_) = body__)
           ret = :([$f($(body[]), $d1, $d2, $dfix3) for $d1 in $dim1, $d2 in $dim2])
       end
@meq (macro with 1 method)

julia> prettify(@macroexpand @meq par1!(d1 in DIM1, d2 in DIM2, dfix3) =  par2(d1,d2)+par3(d1,d2))
:([(Main.par1!)((Main.par2)(lobster, redpanda) + (Main.par3)(lobster, redpanda), lobster, redpanda, Main.dfix3) for lobster = Main.DIM1, redpanda = Main.DIM2])

更新：

期望的最终表达式是 comprehension，似乎出于某种原因 Julia 无法弄清楚 for expr（其中 $expr #=> XXX in XXX）是一个理解。解决方法是直接使用 its lowered form:

julia> using MacroTools

julia> par1(a, b, c, d) = a + b + c + d
par1 (generic function with 1 method)

julia> par2(a, b) = a + b
par2 (generic function with 1 method)

julia> macro meq(ex)
           @capture(ex, par_(dims__) = rhs_)
           loopElements = []
           dimsPlaceholders = []
           for d in dims
               @capture(d, di_ in DIMi_) || (push!(dimsPlaceholders, d); continue)
               # push!(loopElements, x) 
               push!(loopElements, :($di = $DIMi))
               push!(dimsPlaceholders, di)
           end
           ret = Expr(:comprehension, :($par($(rhs),$(dimsPlaceholders...))), loopElements...)
       end
@meq (macro with 1 method)

julia> prettify(@macroexpand @meq par1!(d1 in DIM1, d2 in DIM2, dfix3) =  par2(d1,d2)+par3(d1,d2))
:($(Expr(:comprehension, :((Main.par1!)(begin 
            (Main.par2)(bee, wildebeest) + (Main.par3)(bee, wildebeest)
        end, bee, wildebeest, Main.dfix3)), :(bee = Main.DIM1), :(wildebeest = Main.DIM2))))

julia> @meq par1(m in 1:2, n in 4:5, 3) =  par2(m,n) + par2(m,n)
2×2 Array{Int64,2}:
 18  21
 21  24

请注意，如果我们使用push!(loopElements, x)而不是push!(loopElements, :($di = $DIMi))，生成表达式中d1,d2的变量范围将是错误的。还是等有识之士给个详尽的解释吧。

Answer 2

如果你不想为此依赖外部包，我在 Julia discourse 上提供的解决方案也应该有效

return :([$(Expr(:generator,:($(Expr(:call,lhs_par,rhs,lhs_dims_placeholders...))),loop_wholeElements...))])

关键是使用:generator构造函数来制作循环表达式

另外，rhs可以换成rhs.args[n]，去掉引号块，直接插入表达式。

这将生成准确的表达式：

:([(par1!(par2(d1, d2) + par3(d1, d2), d1, d2, dfix3) for d1 in DIM1, d2 in DIM2)])

编辑：

好的，所以我继续测试了这个：

return Expr(:comprehension,Expr(:generator,Expr(:call,lhs_par,rhs.args[2],lhs_dims_placeholders...),loop_wholeElements...))

结束

然后这样计算结果

meq(:(par1!(d1 = 1:2, d2 = 1:2, 3) =  par2(d1,d2)+par3(d1,d2))) |> eval

用于将 `f(dim1,dim2,..) = value` 转换为 `f(value,dim1,dim2,..)` 的 Julia 宏

Julia macro for transforming `f(dim1,dim2,..) = value` into `f(value,dim1,dim2,..)`

macros

metaprogramming

julia

更新：