Julia 中的元编程——将整数拼接成变量名

Question

小问题：

我有一个整数变量 N，我想编写一个宏来生成一个虚拟变量 i_($N)。

一次尝试：

@generated function testfunc(N)
     :(i_($N))
end
testfunc(5) # Desired behavior i_5

ERROR: UndefVarError: i_ not defined
 in testfunc at none:2

更长的解释：

我最近在 Julia 中发现了 Base.Cartesian。它有一些方便的技巧来生成用于索引多维数组的虚拟变量。

笛卡尔中的@ntuple宏可以生成从1开始的序列。例如，@ntuple 5 k->i_k生成(i_1,i_2,i_3,i_4,i_5)。在@generated 函数中，if W=5 then @ntuple ($W) k->i_k 将产生相同的序列。这不起作用：@ntuple 1 k->i_(k+$W)

我想不出一种方法来生产，例如i_3 if N=3（这可能在@generated 函数内）。

我的最终目标是在笛卡尔坐标系中使用 @nloops 循环遍历一系列虚拟变量，并将结果存储在由其中一个虚拟变量索引的某个存储向量中，例如类似于：

@nloops ($W) i A begin
    # Example generated code for N=2, W=3:
    #    storage[i_2] *= A[i_1, i_2, i_3]
    storage[i_($N)] *= A[(@ntuple ($W) k->i_k)...]
end

Answer 1

我没明白你到底想要什么，但有一些注意事项：

@generated 参数在宏主体中是 Types。例如。在 @generated function testfunc(N) 中，N 类似于 Int64 而不是 3。
如果你想连接一个变量名，你可能需要通过Symbol或其他方式构造它，而不仅仅是引用。

例如

macro testfunc(N)
    Symbol("i_$N")
end

@testfunc(2) # equivalent to i_2

Answer 2

I have a Integer variable N and would like to write a macro to produce a single dummy variable i_($N).

要直接回答您的问题，您可以通过以下方式进行：-

i_5 = 7

macro testfunc(expr)
    return symbol(:i_, expr)
end

@testfunc 5    #This give us back the value of `i_5`, which is 7
@testfunc(5)   #Another way to write the same macro.

所以如果我们有一个函数：-

function foo()
    i_3 = 9
    return @testfunc(3)
end

foo() 会给我们 9.

的正确答案

也就是说，它可能仍然不足以满足您的需求，即将要在函数内部使用的宏。在要点中，当 @testfunc(N) where N = 3 生成 i_3 时，我们想在函数中引用 i_3，但是如果我们写：-

function foo(N)
    i_3 = 9
    return @testfunc(N)
end

foo(3) 会给我们一个 UndefVarError: i_N not defined。不确定是否有任何方法可以纠正它。我可以想到 2 种可能性来解决这个问题，一种是将您的过程编写为全局范围内的脚本，另一种是将整个函数放在引号中。

Answer 3

正如其他答案所暗示的那样，关键是显式构造您想要的符号并将其拼接到生成的表达式中。另请注意，您可以使用 @nref.

简化 A[i_1, i_2, …] 表达式

@nloops ($W) i A begin
    storage[$(symbol(:i_, N)] *= @nref $W A i
end

根据我的经验，学习如何使用这些宏的最佳方法是使用 macroexpand:

julia> using Base.Cartesian
       W = 3
       N = 2
       macroexpand(:(@nloops ($W) i A begin
                         storage[$(symbol(:i_, N))] *= @nref $W A i
                     end))
quote  # cartesian.jl, line 31:
    for i_3 = 1:size(A,3) # cartesian.jl, line 32:
        nothing # cartesian.jl, line 33:
        begin  # cartesian.jl, line 31:
            for i_2 = 1:size(A,2) # cartesian.jl, line 32:
                nothing # cartesian.jl, line 33:
                begin  # cartesian.jl, line 31:
                    for i_1 = 1:size(A,1) # cartesian.jl, line 32:
                        nothing # cartesian.jl, line 33:
                        begin  # none, line 5:
                            storage[i_2] *= A[i_1,i_2,i_3]
                        end # cartesian.jl, line 34:
                        nothing
                    end
                end # cartesian.jl, line 34:
                nothing
            end
        end # cartesian.jl, line 34:
        nothing
    end
end

Julia 中的元编程——将整数拼接成变量名

Metaprogramming in Julia -- Splice integer into variable name

metaprogramming

julia