Macros（ Macros）

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小牛编辑

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2023-12-01

宏是Elixir最先进和最强大的功能之一。与任何语言的所有高级功能一样，应谨慎使用宏。它们使得在编译时执行强大的代码转换成为可能。我们现在将了解宏是什么以及如何简单地使用它们。

Quote

在我们开始讨论宏之前，让我们先来看看Elixir内部。 Elixir程序可以由其自己的数据结构表示。 Elixir程序的构建块是一个包含三个元素的元组。例如，函数调用sum（1,2,3）在内部表示为 -

{:sum, [], [1, 2, 3]}

第一个元素是函数名称，第二个元素是包含元数据的关键字列表，第三个是参数列表。如果您编写以下内容，可以将此作为iex shell中的输出 -

quote do: sum(1, 2, 3)

运算符也表示为这样的元组。变量也使用这样的三元组来表示，除了最后一个元素是原子而不是列表。当引用更复杂的表达式时，我们可以看到代码在这样的元组中表示，这些元组通常在类似于树的结构中彼此嵌套。许多语言将此类表示称为Abstract Syntax Tree (AST) 。 Elixir称这些引用的表达式。

Unquote

现在我们可以检索代码的内部结构，我们如何修改它？要注入新的代码或值，我们使用unquote 。当我们取消引用表达式时，它将被评估并注入AST。让我们考虑一个例子（在iex shell中）来理解这个概念 -

num = 25
quote do: sum(15, num)
quote do: sum(15, unquote(num))

运行上述程序时，会产生以下结果 -

{:sum, [], [15, {:num, [], Elixir}]}
{:sum, [], [15, 25]}

在引用表达式的示例中，它没有自动将num替换为25.如果我们想要修改AST，则需要取消引用此变量。

Macros

所以现在我们熟悉quote和unquote，我们可以使用宏来探索Elixir中的元编程。

在最简单的术语中，宏是特殊函数，用于返回将插入到我们的应用程序代码中的带引号的表达式。想象一下，宏被引用的表达式替换而不是像函数一样调用。使用宏，我们拥有扩展Elixir并动态添加代码到应用程序所需的一切

除非作为宏，否则让我们实施。我们将首先使用defmacro宏定义宏。请记住，我们的宏需要返回一个带引号的表达式。

defmodule OurMacro do
   defmacro unless(expr, do: block) do
      quote do
         if !unquote(expr), do: unquote(block)
      end
   end
end
require OurMacro
OurMacro.unless true, do: IO.puts "True Expression"
OurMacro.unless false, do: IO.puts "False expression"

运行上述程序时，会产生以下结果 -

False expression

这里发生的是我们的代码正在被unless宏返回的引用代码所取代。我们没有引用该表达式来在当前上下文中对其进行求值，并且还没有引用do块来在其上下文中执行它。这个例子向我们展示了在elixir中使用宏的元编程。

宏可用于更复杂的任务，但应谨慎使用。这是因为元编程通常被认为是一种不好的做法，只应在必要时使用。