Question

我正在尝试实现一个宏，该宏将扩展brainfuck程序（从一些简单的代码开始，其中我遇到了一个已经提出解决方案的问题：How to parse single tokens in rust macros）。问题在于，在递归匹配的某个时刻，它永远无法匹配结尾：

error: recursion limit reached while expanding the macro `brainfuck`
   --> src/lib.rs:119:9
    |
119 |         brainfuck!(@impl cell; $($all_tokens)*);
    |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
...
124 |     brainfuck!(++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++++++++++>+++>+<<<<<-]>++.>>+.---.<---.>>++.<+.++++++++.-------.<+++.>+.>+.>.);
    |     --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- in this macro invocation
    |
    = help: consider adding a `#![recursion_limit="2000"]` attribute to your crate

这是宏代码：

#[macro_export]
macro_rules! brainfuck {
    (@impl $var:ident;) => {};

    (@impl $var:ident; + $($t:tt)*) => {
        $var.inc();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; - $($t:tt)*) => {
        $var.dec();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; > $($t:tt)*) => {
        $var.next();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; < $($t:tt)*) => {
        $var.prev();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; . $($t:tt)*) => {
        $var.printVal();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; , $($t:tt)*) => {
        $var.getInput();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; [$($t:tt)*] $($ts:tt)*) => {
        while $var.getVal() != 0 {
            brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
        }
        brainfuck!(@impl $var; $($ts)*);
    };

    ($($all_tokens:tt)*) => {
        let mut cell = CellData::new();
        brainfuck!(@impl cell; $($all_tokens)*);
    };
}

它基于自定义struct的扩展方法。完整的代码编译问题可以在此playground

中重现

我对这种匹配没有真正的信心：

    (@impl $var:ident; [$($t:tt)*] $($ts:tt)*) => {
        while $var.getVal() != 0 {
            brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
        }
        brainfuck!(@impl $var; $($ts)*);
    };

我想到了这个[$($t:tt)*] $($ts:tt)*来将[]所包围的部分代码与内部的任何标记匹配，之后再加上任何标记。但是我不确定是否应该工作。

我已经处理了一段时间，我完全陷入困境。欢迎任何帮助。预先感谢！

Answer 1

宏中的最后一个模式匹配任何内容，因此，如果您的@impl大小写与预期输入不匹配，则宏将退回到最后一个模式，并从头开始。 / p>

让它不匹配所有内容以调试问题。我将在模式的开头添加@start：

#[macro_export]
macro_rules! brainfuck {
    // @impl cases elided

    (@start $($all_tokens:tt)*) => {
        let mut cell = CellData::new();
        brainfuck!(@impl cell; $($all_tokens)*);
    };
}

fn hello_world() {
    brainfuck!(@start ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++++++++++>+++>+<<<<<-]>++.>>+.---.<---.>>++.<+.++++++++.-------.<+++.>+.>+.>.);
}

现在，我们可以清楚地知道出了什么问题：

error: no rules expected the token `<<`
   --> src/main.rs:124:71
    |
77  | macro_rules! brainfuck {
    | ---------------------- when calling this macro
...
124 |     brainfuck!(@start ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++++++++++>+++>+<<<<<-]>++.>>+.---.<---.>>++.<+.++++++++.-------.<+++.>+.>+.>.);
    |                                                                       ^^ no rules expected this token in macro call

error: no rules expected the token `>>`
   --> src/main.rs:124:82
    |
77  | macro_rules! brainfuck {
    | ---------------------- when calling this macro
...
124 |     brainfuck!(@start ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++++++++++>+++>+<<<<<-]>++.>>+.---.<---.>>++.<+.++++++++.-------.<+++.>+.>+.>.);
    |                                                                                  ^^ no rules expected this token in macro call

问题在于序列<<和>>是Rust中的单个令牌（至少对于macro_rules!宏而言）。您可以通过添加以下规则轻松修复宏：

#[macro_export]
macro_rules! brainfuck {
    // ...

    (@impl $var:ident; >> $($t:tt)*) => {
        $var.next();
        $var.next();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; << $($t:tt)*) => {
        $var.prev();
        $var.prev();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    // ...
}

这揭示了另一个有问题的序列：

error: no rules expected the token `<-`
   --> src/main.rs:136:75
    |
77  | macro_rules! brainfuck {
    | ---------------------- when calling this macro
...
109 |         brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    |                               - help: missing comma here
...
136 |     brainfuck!(@start ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++++++++++>+++>+<<<<<-]>++.>>+.---.<---.>>++.<+.++++++++.-------.<+++.>+.>+.>.);
    |                                                                           ^^ no rules expected this token in macro call

示例中未显示的是->，它也是一个令牌。同样，这需要其他规则：

#[macro_export]
macro_rules! brainfuck {
    // ...

    (@impl $var:ident; <- $($t:tt)*) => {
        $var.prev();
        $var.dec();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    (@impl $var:ident; -> $($t:tt)*) => {
        $var.dec();
        $var.next();
        brainfuck!(@impl $var; $($t)*);
    };

    // ...
}

Procedural macros不会出现此问题，因为对于每个字符，它们始终会收到一个Punct作为标点符号。 Punct知道它是否与下一个令牌联合；这就是宏可以告诉< <和<<的原因（因为空格不是令牌）。程序宏也不受递归限制的影响。

宏匹配令牌的递归扩展

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