在nim中匹配

Fusion包含inim模块，该模块是指在stdlib的延伸视为extent.clow中，以下模块存在：

使用NIM宏的融合/匹配 - 模式匹配实现 - 本文的主要重点

要安装融合，只需运行敏捷安装融合。在没有安装的情况下尝试熄灭，请使用Nim Playground。

导入融合/匹配{。实验：＆＃34; Casestmtmacros＆＃34; 。}案例[（1,3），（3,4）]：[（1，@ a），_]：echo e ex：echo＆＃34;匹配失败＆＃34;

新的模式匹配库介绍了两个非常有用的概念的支持：模式匹配和对象破坏性。

模式匹配是一种机制，允许您检查特定对象反对的模式 - 您可以将其思考主要作为一种方法来减少样板代码，当时，检查一个值是否在范围内，检查Apartular键是否存在表等。

导入STD / JSON，融合/匹配{。实验：＆＃34; Casestmtmacros＆＃34; 。}＃json是非常简单的数据格式，但是说明了很多有用的功能模式匹配案例parsejson（＆＃34;＆＃34;＆＃34; {＆＃34; key＆＃34;：＆＃34;价值＆＃34;}＆＃34;＆＃34;＆＃34;）：＃不再需要检查键是否存在 - 它是自动完成的{＆＃34; key＆＃34; ：Jint（）}：丢弃＃从嵌套数据结构中提取值也变得更加容易。 {＆＃34; key＆＃34; ：（getstr：@ val）}：echo val assert val是字符串

对象破坏性允许您从对象中的特定字段中提取值.it在Python等动态编程语言中非常常见.NIM - Tuple Unpacking已经支持最简单的破坏性形式：

[（@ first，@秒），所有@ trail]：= [（12,3），（33,4），（12,33）]回声首先，＆＃34 ;,＆＃34; ，第二，＆＃34 ;,＆＃34; ， 踪迹

模式匹配的主要目的是简化条件和Checks。与对象变体配对时尤其有用，但也可以用于执行大量其他内容，例如键值对匹配和序列匹配的广泛支持。为非常常见的用例提供了一种特殊的句法糖，例如选项[t]检查（类似于rust中的话）：

和匹配的案例对象（如AST）的树结构。符合Nep1样式指南约定的枚举，您可以完全省略前缀，导致代码看起来像这样：

案例＆lt;一些AST节点＆gt; ：＃节点种类是“nnkident`”，但可以省略“NNK”（Strval：@名称）：Echo＆＃34;找到标识：＆＃34; ，名称＃从infix表达式中提取子节点。 InfixExpr [Ident（strval：＆＃34; +＆＃34;），@ lhs，@ rhs]：...＃匹配与*完全*两个分支的语句。 ＃无需担心索引例外 - 在模式匹配期间相应地检查了“LEN”＃。 IFSTMT [ELIFBRANCH [@ COND1，_]，ELIFBRANCH [@ COND2，_]]：...

NIM宏是语言中最强大的部位之一，但它们可能会对新人感到有点恐吓，特别是当涉及到实施手头的特定问题的宏时。

本文介绍了一个示例，就如何轻松地创建一个相对复杂的蜂映射新的模式匹配库。

我们将为DataFlow编程创建一个宏，并支持某些操作，从STD / SEQUTILS模块（地图/过滤器/每）。宏将不会涵盖所有可能的组合和用例，因为它将实现更加复杂。

编写宏时，只需编写DSL代码（仿佛已经宏）和您希望生成的内容非常有用。在我们的情况下，您的情况，输入可以看起来很粗糙：

流线（＆＃34; / etc / passwd＆＃34;）：地图[_，seq [string]]：它.split（＆＃34;：＆＃34;）Keepif：它.Len＆gt; 1和它.matches [_.startswith（＆＃34; systemd＆＃34;），._]每个：回声

var res = seq [restype]在线（＆＃34; / etc / passwd＆＃34;）：让它= IT0。分裂（＆＃34;：＆＃34;）如果它1。 len＆gt; 1和IT1。匹配[_.startswith（＆＃34; systemd＆＃34;），._]：回声IT1

现在问题是 - 如何将第一个转换为第二个？我们将首先通过首先查看流宏上的DumpTree的输出：

1 stmtlist 2命令3 ident＆＃34; flow＆＃34; 4拨打5 ident＆＃34;线条＆＃34; 6 strlit＆＃34; / etc / passwd＆＃34; 7 stmtlist 8致电9 bracketexpr 10 ident＆＃34;地图＆＃34; 11 ident＆＃34; _＆＃34; 12 Bracketexpr 13 Idend＆＃34; SEQ＆＃34; 14 ident＆＃34; string＆＃34; 15 stmtlist 16致电17 dotexpr 18 ident＆＃34;它＆＃34; 19 ident＆＃34; split＆＃34; 20 strlit＆＃34;：＆＃34;

这一文本的负荷可能似乎一点令人困惑，但最终它可以很容易地分开（这正是我们将要做的）。首先，在第3行，我们看到流量标识符（Ident＆＃34 ; Flow＆＃34;） - 这是我们的宏的开始。然后，在下一行是一条线（＆＃34; / etc / passwd＆＃34;）的论点。第7-20行的StmtList是流程宏的实际正文 - 地图部分等。我们将稍后进入其内部结构。

在我们有一个粗略的输入AST概述之后，是时候决定如何实现这个分子宏。

我经常试图为DSL介绍某种中间表示，以使事情从代码生成中更加组织和解析解析阶段。这可能会更长，但更可扩展和强大。您可以毫无疑问，毫无疑问只需直接到代码生成，但对于更复杂的公司，我仍然会建议使用某种IR。

在该特定情况下，可以描述流宏的DSL结构：

键入flowstagekind = enum fskmap＃阶段for元素转换fskfilter＃筛选元素fskeach＃执行操作而不返回值flowstage =对象outputtype：选项[nimnode] #ssuert结果类型类型：舞台主体的流动性＃键

它直接映射到输入DSL上。映射应该创建一个FSKMAP阶段，过滤器创建FSKFilter等。因此，您可以指定这样的输出类型：地图[预期的输出]。宏将在两个阶段工作：首先，首先将输入表示形式转换为中间表示，然后它会产生结果的AST。

现在，在我们对我们想要做的良好了解之后 - 这个问题是'怎么样？'。那就是融合/匹配特别方便的地方 - 我们已经识别了所有模式，现在它只是一个在代码中写下这个问题。

没有模式匹配，您将留下长一系列重复[0] [0] [0]，如果种类== nnkbracketexpr，以便从DSL检索部分并验证输入。

在我们继续为整个DSL编写模式之前，重要的是要考虑写入阶段的三种可能的情况。第一个一次非常简单 - 没有指定类型，只有舞台标识符：

但是可以使用两种不同的方式编写一个具有类型参数的单个阶段 - 缺两种句法正确，但有不同的解析树：

差异是由于方法调用语法 - 映射[a]被视为括号表达式（如阵列下标），但是将映射[a]被解析为过程映射调用，具有参数[a]（将数组传递到上函数）。

让我们制作一个小型题名，以便更好地了解新的图案匹配库如何帮助我们这里。

我们将专注于与我们的任务相关的零件 - 有关更多详细信息，请阅读文档。

写入NIM宏时，您主要处理Nimnode对象 - 首先ToproCess输入AST，然后生成新代码。AST由案例对象组成。通常，宏的第一部分涉及正确的节点类型的大量检查，然后在子节点上进行迭代以提取输入数据.Pattern匹配简化了这一点，允许直接写入AST的预期模式，并与Dumptree的语法密切相关。

例如 - 如果我们有像Map [String]这样的代码，它有以下树表示：

请注意AST和匹配模式之间的相似性 - 每个节点都有各种字段，它描述了这是什么样的节点。在这种情况下，我们对BrackEtexProde - 流级类型和类型参数的第一和第二子节点感兴趣。

正如我们之前已经见过的那样，PAP [String]和Map [String]被解析使用 - 第一个被处理为传递给映射为functionargument的一个元素数组，第二个是括号表达式。方法调用语法使编程DSL一点更难 - 您需要检查渗透蛋白，请记住每个捕获的索引是否应等。

使用模式匹配虽然它变得相当容易 - 添加了替代替代。

也可以完全从DSL省略类型参数 - 它们是很好的，并且可以允许更好的类型检查，但可能会变得非常烦人。所以，我们还应该指望某人只是写入地图 - 没有任何类型的资格。要处理这种情况，我们为模式添加第三个替代方案：

这带来了一个重要的变化：typeparam捕获不再是nimnode - typehas更改为选项[nimnode]，因为并非所有替代品都具有此变量。头仍然是一个亮度，就像以前一样 - 所有可能的替代方案，所以如果输入匹配，则会设置它。

此示例显示了模式匹配如何帮助处理差异替换术语。此其他功能非常强大的功能是序列匹配 - 可悲的是在此验证中，我们无需它，但我决定仍然展示它.Consider一个程序声明ast - 假设我们需要要匹配名称，参数和返回type.usually，案例语句的一部分将类似于此图片：

nnkprocdef：让名称= arg [0]让returntype = arg [3] [0]让参数= arg [3] [1 .. ^ 1]

我们的第一阶段将处理输入到流程中。我们已经有一种方法来从输入AST中提取数据 - 使用模式匹配。

宏观流量（arg，body：untyped）：untyped = var阶段：身体elem的seq [flowstage]：如果是elem。匹配（调用[bracketexpr [@ ident，opt @ outtype]，@ body] | #`map [string]：`command [@ ident是ident（），bracket [outtype]，@ body] | #`map [string ]：“调用[@ ident是ident（），@ body]＃只是`地图：`，没有类型参数）：阶段。添加FlowStage（类型：identTokind（ident），OutputType：outtype，Body：Body）

之后，我们拥有生成结果代码的所有必要信息。如果上阶段不是每个阶段，则即，每次迭代后都有返回值，我们需要确定结果序列的类型，然后追加迭代。

如果阶段[^ 1]。依赖{fskeach}：＃如果上阶段有返回类型（不是`每个`）那么我们需要＃累积临时变量的结果。结果=引用do：var` reven`：seq [## [表达式]＃]为IT0 {。注射。}在`arg`：`stream`。添加＃[表达式来评估] #` revent` else：＃否则只需迭代每个元素结果=引用执行：对于IT0 {。注入。在`arg`：＃[表达式]}

DataFlow的每个阶段都有一种类型，并且可能定义变量。除此之外 - 每个阶段使用它的特殊变量 - 必须为每个阶段单独注入，但同时它在阶段之间使用暂停值。

var res：seq [＃[the表达式]＃]在[1,2,3]中：让它=它* 2让它= $ IT RES。添加它

正如您可以清楚地看到的，此类代码甚至不会因重新定义而编译。解决此问题的两种可能方法 - 那种明显的方式，而不是全部显而易见的.Let从第一个 - 自每个变量开始可以在Newscope中重新定义我们可以做到：

因为它在[1,2,3]中：阻止：让它=它* 2块：让它= $ IT echo＆＃34;添加结果 - ＆＃34; ， 它

它会非常精细地编译和工作。但是现在我们有一个问题获取表达式的类型 - 只要你只使用地图 - 毕竟块：是表达式，我们可以拥有这样的东西：

echo typeof（（块：让它= 1块：让它=它* 2块：$ it））

所有方法都不是世界上最漂亮的代码 - 但是当我们必须处理过滤器，每个注入的变量和迭代器时，它将变得更糟糕。

第二种替代方法是使用Auto Return类型和Assissige表达式的结果声明。在这种情况下，编译器将弄清楚我们的返回类型。

proc hello [t]（a：t）：auto = f for c＆＃34; ee＆＃34; ：结果=（12，＆＃34; SOM＆＃34;，＆＃34; ee＆＃34; a）echo typeof hello [int]

现在，我们只需要编写＃[表达式以评估]＃和asbstitutitute结果=必要时的代码生成。

流中的每个阶段都会注入它变量 - 从前一个阶段的评估结果。避免从多个允许重新定义错误=它=＆lt;表达式＆gt; oneach阶段，我们将用它替换它的每次出现它＆lt;阶段索引＆gt;。对于第一阶段，它将是它 - ＆gt; IT1，第二个是它 - ＆gt; IT2等等。

重写占用输入nimnode，要么返回它 - 是（如果不需要重写），或者，如果是标识符IT（strval：＆＃34;它＆＃34;）），将其转换为一个纽音相应的索引。

proc重写（node：nimnode，idx：int）：nimnode =案例节点：ident（strval：＆＃34;它＆＃34;）：结果= ident（＆＃34;它＆＃34;＆amp; $ idx） （种类：在nnktokenkinds）：#`nktokenkinds`是一组Nod＃39; t有子节点的节点＃种。 ＃这些在没有任何＃修改的情况下返回。结果=节点其他：＃对于带子节点的节点种类，必须完成重写＃递归结果=节点中子N的NewTree（node。种类型）：结果。添加subn。重写（IDX）

对于每个阶段，我们重写身体，然后将生成的CodeTo的新块追加。

func evalexpromstages（阶段：seq [flowstage]）：nimnode =结果= idx的newstmtlist（），阶段阶段：#rewrite身体让body =阶段。身体 。重写（IDX）案例阶段。同类：＃如果阶段是一个过滤器，它被转换为`如果注入了`和新的新变量。 FSKFilter：结果。添加报价DO：让stexok =（（`body`））如果不是stexok：继续fskeach：#`每个`没有变量或特殊格式 - 只是＃重写身体并粘贴回到结果代码结果。添加FSKMAP的主体：＃为注入节点创建新标识符，并为其分配“身体”的＃结果。让ITID = ident（＆＃34;它＆＃34; $（IDX + 1））结果。添加报价DO：让`ITID` =`正文`＃如果需要明确检查舞台的输出类型＃创建类型断言。如果有些（@ exptype）？=阶段。 OutputType：结果。添加maketypeassert（Exptype，阶段。身体，ITID）

Func typeexprofstages（阶段：seq [flowstage]，arg：nimnode）：nimnode = let evalexpr = evalexpromstages（阶段）var restuple = nnkpar。 Newtree（Ident＆＃34; IT0＆＃34;）对于IDX，阶段阶段：如果是ST。善意{fskfilter}：重新删除。添加ident（＆＃34;它＆＃34; $（idx + 1））letid = newlit（阶段。len-1）结果= quote do：block :( proc（）：auto = #` auto` annotation允许从＃proc Body中的任何分配中派生Proc的类型＃，我们利用此方法，＃并避免手动构建类型表达式＃。对于IT0 {。注入。在`arg`：`semarexpr`结果=` Resuple`＃^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^ |＃|返回的＃类型将来自此分配。＃即使它被放置在循环体内，它仍然是＃派生必需的返回类型）（）[lastid`]＃^^^^^^^^^^^^^^^ | | ＃|从proc返回类型＃|获取最后一个元素＃| #dive proc宣布我们立即称呼它

宏观流量（arg，body：untyped）：untyped = var阶段：身体elem的seq [flowstage]：如果是elem。匹配（调用[bracketexpr [@ ident，opt @ outtype]，@ body] | #`map [string]：`command [@ ident是ident（），bracket [outtype]，@ body] | #`map [string ]：“调用[@ ident是ident（），@ body]＃只是`地图：`，没有类型参数）：阶段。添加FlowStage（种类：identTokind（ident），OutputType：Outtype，Body：Body）Let evalexpr = AsgexProMstages（阶段）如果阶段[^ 1]。依赖{fskeach}：＃如果上阶段有返回类型（不是`每个`）那么我们需要＃累积临时变量的结果。让Resexpr = typeexpromstages（阶段，arg）Letid = Ident（＆＃34;它＆＃34; $ amp; $阶段。Len）让Resid = ident（＆＃34; res＆＃34;）结果= quote do：var` resid`：seq [typeof（`resexpr`）]对于IT0 {。注射。}在`arg`：`评价中，'respexpr`` resid`。添加`lastid`` star` else：结果= quote do：for it0 {。注入。}在`arg`：`evalexpr`结果= newblockstmt（结果）

让Res =流线（＆＃34; / etc / passwd＆＃34;）：地图[seq [string]]：它。分裂（＆＃34;：＆＃34;）过滤器：让shell =它[^ 1]它。 len＆gt; 1和壳。 endswith（＆＃34; bash＆＃34;）地图：shell

让res = block：var res：seq [typeof（block：＃gentley重复的代码，用于获取表达式的类型。proc（）：auto = for IT0，在线（＆＃34; / etc / passwd＆＃34;）：让IT1 = Split（IT0，＆＃34;：＆＃34; - 1）让stageok`Gensym10271 = Let Shell = IT1 [BackwardIndex（1）] 1＆lt; len（IT1）和endswith（shell，＆＃34; Bash＆＃34;）如果不是steionok` gensym10271：继续让它het3 = shell结果=（it0，IT1，IT3）（）[2]）]＃IT0中的实际实现（＆＃34; / etc / passwd＆＃34 ;）：让它=拆分（IT0，＆＃34;：＆＃34; - 1）让stageok`gensym10267 = Let Shell = IT1 [BackwardIndex（1）] 1＆lt; Len（IT1）和endswith（shell，＆＃34; bash＆＃34;）如果不是stexok` gensym10267：继续让它3 = shell add（res，it3）res

这里可以看到全流程宏实现 - 是图书馆测试套件的一部分，但仍然存在从文章中的大量评论。

我试图用一个方式编写测试套件，这也可以更容易地用作榜样，而在大多数情况下它没有这样的实现评论，它仍然可以将其视为如何使用的示例图书馆。

该库仍在开发出来 - 可以预期一些小错误和不一致性，也可以作为符合人体工程学的改进。将来，一些内部实施细节（例如捕获的变量的可变性）可以在未来改变。当查看类型的实施时，可以改变实现的功能，捕获将使用不可变视图完成。

我个人将此库视为一个踏脚石，用于在NIM核心中添加模式匹配支持 - 谢谢，以无与伦比的成分计算能力，甚至可以在包括在语言本身的情况下在externallibraries中测试（而不是制作几乎不可逆转的附加物和处理回退/糟糕的设计选择以后）。这意味着，首先，欢迎DSL可用性和人体工程学的反馈，以及关于似乎不粉刺的部分的assdussions

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