【rCore OS 开源操作系统】Rust 宏

前置知识点

各种宏

宏定义：

使用 macro_rules! 关键词来定义宏，这是一种模式匹配式的宏定义方式。

自 Rust 1.26 版本开始，可以使用 proc_macro 属性宏来定义过程宏（如 derive 宏）。

宏的使用：

宏可以通过定义好的宏名来调用，宏调用时传入的参数会被宏定义中的模式匹配所捕获，并根据定义的规则生成相应的代码。

卫生宏（hygiene）：

Rust 的宏支持卫生性，这意味着宏调用时的上下文信息会被保留下来，以避免命名冲突等问题。

模式匹配：

Rust 的宏支持模式匹配，这使得宏可以根据传入的不同参数生成不同的代码。

过程宏（procedural macros）：

Rust 支持三种类型的过程宏：derive 宏、属性宏（attribute-like macros）和函数宏（function-like macros）。

derive 宏允许用户为自定义类型添加默认的行为。

属性宏和函数宏允许用户定义更加复杂的代码生成逻辑。

宏的可见性和导入：
宏可以通过 pub use 语句来导入到其他模块中。
在 Rust 2018 版本之前，需要使用 # $macro_use$ 来导入宏。但在 Rust 2018 版本之后，可以直接通过 use 语句来导入宏。

和函数的区别

在Rust中，宏定义（macros）和函数（functions）有以下区别：

语法：宏定义采用 macro_rules! 关键字进行定义，而函数使用 fn 关键字进行定义。
调用方式：宏定义使用 ! 运算符来调用，而函数使用圆括号 () 运算符来调用。
参数传递：宏定义可以接受任意数量的参数，并且可以使用模式匹配来匹配传递的参数，而函数需要明确指定参数的数量和类型。
代码生成：宏定义在编译期间进行代码生成，将宏展开为实际的代码，而函数在运行时执行。
功能扩展：宏定义可以执行复杂的代码转换和代码生成，可以在编译期间进行元编程，而函数只能执行预定义的操作。

总的来说，宏定义在编译期间进行代码生成和转换，具有更高的灵活性和功能扩展性，但也更加复杂和难以理解。函数则是在运行时执行，更加简单和直观。在选择宏定义和函数之间，需要根据具体的需求和场景来决定。

练习题

macros1

题目

考点：注意宏需要用!来定义。

rust 复制代码

// macros1.rs
//
// Execute `rustlings hint macros1` or use the `hint` watch subcommand for a
// hint.

// I AM NOT DONE

macro_rules! my_macro {
    () => {
        println!("Check out my macro!");
    };
}

fn main() {
    my_macro();
}

题解

rust 复制代码

macro_rules! my_macro {
    () => {
        println!("Check out my macro!");
    };
}

fn main() {
    my_macro!();
}

macros2

题目

在宏的定义中使用了

rust 复制代码

// macros3.rs
//
// Make me compile, without taking the macro out of the module!
//
// Execute `rustlings hint macros3` or use the `hint` watch subcommand for a
// hint.

// I AM NOT DONE

mod macros {
    macro_rules! my_macro {
        () => {
            println!("Check out my macro!");
        };
    }
}

fn main() {
    my_macro!();
}

题解

在 Rust 2018 之前，对于不在同一个直接 mod 下的 macro，都需要加 #[macro_use] 后才能使用。

rust 复制代码

#[macro_use]
mod macros {
    macro_rules! my_macro {
        () => {
            println!("Check out my macro!");
        };
    }
}

fn main() {
    my_macro!();
}

marcros3

题目

rust 复制代码

// macros4.rs
//
// Execute `rustlings hint macros4` or use the `hint` watch subcommand for a
// hint.

// I AM NOT DONE

#[rustfmt::skip]
macro_rules! my_macro {
    () => {
        println!("Check out my macro!");
    }
    ($val:expr) => {
        println!("Look at this other macro: {}", $val);
    }
}

fn main() {
    my_macro!();
    my_macro!(7777);
}

题解

其实就是考察宏可以重载：

rust 复制代码

// macros4.rs
//
// Execute `rustlings hint macros4` or use the `hint` watch subcommand for a
// hint.

#[rustfmt::skip]
macro_rules! my_macro {
    () => {
        println!("Check out my macro!");
    };
    ($val:expr) => {
        println!("Look at this other macro: {}", $val);
    }
}

fn main() {
    // 类似于一种重载
    my_macro!();
    my_macro!(7777);
}