Elixirだ第2回

第2回 - メタプロだ -
GMO Pepabo, Inc.
Joe Honzawa
2015/5/20 Elixir勉強会
Elixirだ

前回やったこと
> Elixirのインストール
> 型
> 制御構文case, if, cond
> パターンマッチ
> モジュール、関数、ディレクティブ
> MixとHex
> Mixプロジェクトの作成とテスト

今回の内容
> メタプログラミング
> ElixirのAST
> マクロ
> はじめてのマクロ
> assert
> コード生成
分かりづらい内容なので、
同じことを繰り返し言ったりします

ASTとは
> Abstract Syntax Tree
> 抽象構文木
> コードの内部表現
> コードの意味を表す木構造

ElixirのAST
> Elixirのデータ型で表現される
> サイズ3のタプル
> {関数名, メタデータ, 引数たち}
> の入れ子
> Elixirの関数で扱える ← これ重要

ElixirのASTの例
is_atom(:ok)
↓
{
:is_atom,
[context: Elixir, import: Kernel],
[:ok]
}

例外
> (quote do: me) == me
> atoms
> numbers
> lists
> strings
> tuples with two elements
quoteなしでASTとして使えるという意味でもある

ASTを観察しよう
$ iex
iex(1)> quote do
...(1)> String.length(“hey”)
...(1)> end
iex(2)> {name, _, args} = v(1)
iex(3)> Code.eval_quoted v(1)

quoteとunquote
> quote
> 与えられたコードをASTに変換
> unquote
> 与えられたASTをコードに埋め込む

unquoteしよう
iex(1)> ast = quote do: String
iex(2)> quote do
...(2)> (unquote ast).length “hey”
...(2)> end
iex(3)> {name, _, args} = v(2)
iex(4)> Code.eval_quoted v(2)

おさらい
> quote
> 与えられたコードをASTに変換
> unquote
> 与えられたASTをコードに埋め込む

マクロ
> ASTを受けてASTを返す
> defmacroで定義する
> もちろんモジュールの内側で
> defmacropならプライベート

例
defmacro ukenagasu(ast) do
ast
end
ukenagasu IO.puts(“hey”)
> 入力をそのまま返すマクロ
> astはIO.puts(“hey”)のAST

ifマクロ
if now == :morning do
“good morning”
else
“hi”
end

ifマクロ
if(now == :morning do
“good morning”
else
“hi”
end)

ifマクロ
if(now == :morning,
do: “good morning”,
else: “hi”
)

ifマクロ
if(now == :morning,
[do: “good morning”,
else: “hi”]
)

ifの定義
defmacro if(condition, clauses) do
do_cl = K.get(clauses, :do)
else_cl = K.get(clauses, :else)
quote do
case unquote(condition) do
x when x in [false, nil] ->
unquote(else_cl)
_ ->
unquote(do_cl)
end
end
end ※ 一部略。KはKeywordのalias

quote do
unquote(else_cl)
_ ->
unquote(do_cl)
end
end
end
ifの定義
※ 一部略。KはKeywordのalias
clausesはASTでは？

quote do
unquote(else_cl)
_ ->
unquote(do_cl)
end
end
end
ifの定義
※ 一部略。KはKeywordのalias
リストと2要素タプルは
ASTになっても形を保つので
Keywordモジュールでイジれる

ifマクロ展開後
if(now == :morning,
do: “good morning”,
else: “hi”)
↓
case now == :morning do
“hi”
_ ->
“good morning”
end

アレもコレもマクロ
> is_nil
> def
> defmodule
> |>
> .. (Rangeのあれ)
> 他にもいっぱい

パイプ ¦>
[1, 2, 3] |> Enum.map(fun)
↓
Enum.map([1, 2, 3], fun)
第1引数として差し込む

簡単なやつね
$ mix new makuro
$ cd ./makuro

つくっちゃってー
> 与えられたコードを2回実行するマクロ
> ヒント
defmacro twice(do: content) do
quote do
unquote(content)
unquote(content)
end
end

テストするよ
defmodule MakuroTest do
use ExUnit.Case
import ExUnit.CaptureIO
require Makuro
test “twice” do
output = capture_io fn ->
Makuro.twice do: IO.puts “age”
end
assert output == “agenagen”
end
end

require?
> Elixirのコンパイル
> コードをASTにパース
> 展開フェイズ
> マクロの展開を繰り返す
> バイトコードへ変換

require?
> マクロを展開する
> マクロを呼び、ASTを得ること
> マクロは展開フェイズで呼ばれる
> コンパイルされてないと呼べない
> 先にコンパイルしておいて欲しいモ
ジュールを示すためにrequire

useもマクロ
use Makuro, options
↓
require Makuro
Makuro.__using__(options)

例えばこれが1行で
defmodule Makuro do
defmacro __using__(_) do
quote do
import Makuro
import Makuro.Yabai
import Makuro.Kakkoii
import Makuro.TotemoYoi
end
end
end
use Makuro

ワンダーだった点
> ==で比較したことがバレていた
> まさか、quote？？？？？？
assert(a == b)
→ assert( true )ではない？

試してみよう
iex(1)> quote do: 1 == 2
iex(2)> {ope, _, [lhs, rhs]} = v(1)
iex(3)> quote do
...(3)> String.length(“hi”) == 2
...(3)> end
iex(4)> {ope, _, [lhs, rhs]} = v(3)
比較演算子、右辺、左辺が取得できた

オレオレassert
defmacro tadashii(expr) do
{ope, _, [lhs, rhs]} = expr
quote do
left = Macro.to_string(unquote lhs)
right = Macro.to_string(unquote rhs)
IO.puts “ひだり: “ <> left
IO.puts “みぎ: “ <> right
if unquote(expr) do
IO.puts “こいつら #{unquote ope}”
else
IO.puts “こいつら #{unquote ope} じゃない”
end
end
end

オレオレassert
iex(1)> require Makuro
iex(2)> Makuro.tadashii 1 == 1
ひだり: 1
みぎ: 1
こいつら ==
iex(3)> Makuro.tadashii 1 == 2
ひだり: 1
みぎ: 2
こいつら == じゃない

マクロは強い
> 標準ライブラリにもマクロがいっぱい
> 発想次第でいろいろ出来る
> DSLの構築とか

マクロは難しい
> 悪魔的AST変形
> 狙い通りに展開されているのか
> どうする
> 関数でできることは関数でやる
> テストする

展開後のコードを見る

test/test_helper.exs
ExUnit.start
defmodule TestHelper do
defmacro puts_expanded(macro) do
macro
|> Macro.expand(__CALLER__)
|> Macro.to_string
|> IO.puts
end
end

test/makuro_test.exs
defmodule MakuroTest do
import TestHelper
test “see expanded” do
(String.length(“hey”) == 3)
|> Makuro.tadashii
|> puts_expanded
end
end

変なことしてみる
defmodule Makuro do
IO.puts “just inside defmodule”
end
$ mix compile

どういうこと？
> コンパイル時にElixirコードが実行された
> def等がマクロということを考えれば当然
> IOモジュールはコンパイル済みだった
> brew installしたとき
> なのでMakuroコンパイル時にputsできた
> 他にもEnumとか使えるのでは？

似た関数をループで定義
defmodule Makuro do
[
{“mon”, “月”}, {“tue”, “火”}, …
]
|> Enum.map fn {en, ja} ->
def in_japanese(unquote en) do
unquote ja
end
end
end

もっと
> ファイルの内容に基づいて関数を定義
> StringモジュールとUnicode
> https://hex.pm/packages/colorful

やってみよ
> 名簿ファイルを読んで、Person構造体
を返す関数群を定義しよう
> Person.alex/0
> %Person{name: "alex", age: 20}
alex 20
jack 18
mary 22
priv/people.txt

ヒント
> File.read/1
> String.split/2
> String.to_integer/1
> fn_name = String.to_atom(name)
> def unquote(fn_name)() do
> (File.stream!)

今回やったこと
> メタプログラミング
> ElixirのAST
> マクロ
> ExUnitのassert
> コード生成

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