rich the derive macro content

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dexian 2 years ago
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commit e805d17041

@ -322,6 +322,11 @@ hello_macro_derive = { path = "../hello_macro/hello_macro_derive" }
此时,`hello_macro` 项目就可以成功的引用到 `hello_macro_derive` 本地包了,对于项目依赖引入的详细介绍,可以参见 [Cargo 章节](https://course.rs/cargo/dependency.html)。
另外,学习过程更好的办法是通过展开宏来阅读和调试自己写的宏,这里需要用到一个 cargo-expand 的工具,可以通过下面的命令安装
```bash
cargo install cargo-expand
```
接下来,就到了重头戏环节,一起来看看该如何定义过程宏。
#### 定义过程宏
@ -347,11 +352,12 @@ extern crate proc_macro;
use proc_macro::TokenStream;
use quote::quote;
use syn;
use syn::DeriveInput;
#[proc_macro_derive(HelloMacro)]
pub fn hello_macro_derive(input: TokenStream) -> TokenStream {
// 基于 input 构建 AST 语法树
let ast = syn::parse(input).unwrap();
let ast:DeriveInput = syn::parse(input).unwrap();
// 构建特征实现代码
impl_hello_macro(&ast)
@ -368,20 +374,35 @@ pub fn hello_macro_derive(input: TokenStream) -> TokenStream {
`syn` 将字符串形式的 Rust 代码解析为一个 AST 树的数据结构,该数据结构可以在随后的 `impl_hello_macro` 函数中进行操作。最后,操作的结果又会被 `quote` 包转换回 Rust 代码。这些包非常关键,可以帮我们节省大量的精力,否则你需要自己去编写支持代码解析和还原的解析器,这可不是一件简单的任务!
derive过程宏只能用在struct/enum/union上多数用在结构体上我们先来看一下一个结构体由哪些部分组成:
```rust
// vis可视范围 ident标识符 generic范型 fields: 结构体的字段
pub struct User <'a, T> {
// vis ident type
pub name: &'a T,
}
```
其中type还可以细分具体请阅读syn文档或源码
`syn::parse` 调用会返回一个 `DeriveInput` 结构体来代表解析后的 Rust 代码:
```rust
DeriveInput {
// --snip--
vis: Visibility,
generics: Generics
ident: Ident {
ident: "Sunfei",
span: #0 bytes(95..103)
},
data: Struct(
// Data是一个枚举分别是DataStructDataEnumDataUnion这里以 DataStruct 为例
data: Data(
DataStruct {
struct_token: Struct,
fields: Unit,
fields: Fields,
semi_token: Some(
Semi
)
@ -392,7 +413,7 @@ DeriveInput {
以上就是源代码 `struct Sunfei;` 解析后的结果,里面有几点值得注意:
- `fields: Unit` 说明源代码是一个单元结构体
- `fields: Fields` 是一个枚举类型FieldsNamedFieldsUnnamedFieldsUnnamed 分别表示显示命名结构(如例子所示),匿名字段的结构(例如 struct A(u8);),和无字段定义的结构(例如 struct A;
- `ident: "Sunfei"` 说明类型名称为 `Sunfei` `ident` 是标识符 `identifier` 的简写
如果想要了解更多的信息,可以查看 [`syn` 文档](https://docs.rs/syn/1.0/syn/struct.DeriveInput.html)。
@ -428,6 +449,46 @@ fn impl_hello_macro(ast: &syn::DeriveInput) -> TokenStream {
- `#name` 可能是一个表达式,我们需要它的字面值形式
- 可以减少一次 `String` 带来的内存分配
在运行之前,可以显示用 expand 展开宏,观察是否有错误或是否符合预期:
```shell
$ cargo expand
```
```rust
struct Sunfei;
impl HelloMacro for Sunfei {
fn hello_macro() {
{
::std::io::_print(
::core::fmt::Arguments::new_v1(
&["Hello, Macro! My name is ", "!\n"],
&[::core::fmt::ArgumentV1::new_display(&"Sunfei")],
),
);
};
}
}
struct Sunface;
impl HelloMacro for Sunface {
fn hello_macro() {
{
::std::io::_print(
::core::fmt::Arguments::new_v1(
&["Hello, Macro! My name is ", "!\n"],
&[::core::fmt::ArgumentV1::new_display(&"Sunface")],
),
);
};
}
}
fn main() {
Sunfei::hello_macro();
Sunface::hello_macro();
}
```
从展开的代码也能看出derive宏的特性struct Sunfei; 和 struct Sunface; 都被保留了,也就是说最后 impl_hello_macro() 返回的token被加到结构体后面这和类属性宏可以修改输入
的token是不一样的input的token并不能被修改
至此,过程宏的定义、特征定义、主体代码都已经完成,运行下试试:
```shell
@ -440,6 +501,124 @@ Hello, Macro! My name is Sunface!
Bingo虽然过程有些复杂但是结果还是很喜人我们终于完成了自己的第一个过程宏
下面来实现一个更实用的例子,实现官方的#[derive(Default)]宏,废话不说直接开干:
```rust
#[proc_macro_derive(MyDefault)]
pub fn MyDefault(input: TokenStream) -> TokenStream {
let ast: DeriveInput = syn::parse(input).unwrap();
let id = ast.ident;
let Data::Struct(s) = ast.data else{
panic!("MyDefault derive macro must use in struct");
};
// 声明一个新的ast用于动态构建字段赋值的token
let mut field_ast = quote!();
// 这里就是要动态添加token的地方了需要动态完成Self的字段赋值
for (idx,f) in s.fields.iter().enumerate() {
let (field_id, field_ty) = (&f.ident, &f.ty);
if field_id.is_none(){
//没有ident表示是匿名字段对于匿名字段都需要添加 `#idx: #field_type::default(),` 这样的代码
field_ast.extend(quote! {
#idx: #field_ty::default(),
});
}else{
//对于命名字段,都需要添加 `#field_name: #field_type::default(),` 这样的代码
field_ast.extend(quote! {
#field_id: #field_ty::default(),
});
}
}
quote! {
impl Default for # id {
fn default() -> Self {
Self {
#field_ast
}
}
}
}.into()
}
```
然后来写使用代码:
```rust
#[derive(MyDefault)]
struct SomeData (u32,String);
#[derive(MyDefault)]
struct User {
name: String,
data: SomeData,
}
fn main() {
}
```
然后我们先展开代码看一看
```rust
struct SomeData(u32, String);
impl Default for SomeData {
fn default() -> Self {
Self {
0: u32::default(),
1: String::default(),
}
}
}
struct User {
name: String,
data: SomeData,
}
impl Default for User {
fn default() -> Self {
Self {
name: String::default(),
data: SomeData::default(),
}
}
}
fn main() {}
```
展开的代码符合预期,然后我们修改一下使用代码并测试结果
```rust
#[derive(MyDefault, Debug)]
struct SomeData (u32,String);
#[derive(MyDefault, Debug)]
struct User {
name: String,
data: SomeData,
}
fn main() {
println!("{:?}", User::default());
}
```
执行
```shell
$ cargo run
Running `target/debug/aaa`
User { name: "", data: SomeData(0, "") }
```
接下来,再来看看过程宏的另外两种类型跟 `derive` 类型有何区别。
## 类属性宏(Attribute-like macros)

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