README.md · 张磊/cangjie_meta_programming

# 仓颉语言元编程附书示例代码

#### 项目说明
<img alt="" src="./images/book.png" style="display: inline-block;"/>
清华大学出版社《仓颉语言元编程》附书示例代码  
当前示例代码已全面适配仓颉0.55.3版本

#### 适配记录
[ChangeLog](./ChangeLog.md)

#### 书籍介绍
仓颉语言元编程由张磊编写，清华大学出版社出版。该书从元编程的概念开始，逐步讲解仓颉元编程的基础知识、抽象语法树的常用用法，以及如何定义和使用仓颉宏。

该书内容丰富，包括12个章节  
第1章 元编程简介，介绍了什么是元编程以及两种主要的元编程实现模式。  
第2章 仓颉元编程初探，通过对一个典型问题的两种解决方式对比，展示仓颉元编程的强大能力。  
第3章 词法单元，词法单元是抽象语法树的基础，本节介绍了词法单元的构造方式以及如何使用。  
第4章 表达式，仓颉中几乎一切对象都是表达式，本章详细介绍了常用的表达式，并通过示例演示基本用法。  
第5章 类型，仓颉语言包括多种数据类型，这些数据类型在抽象语法树中有对应的类型进行表示，本章详细介绍了几种主要的类型。  
第6章 基础声明，介绍了变量和接口声明的使用方式。  
第7章 函数声明，介绍了普通函数声明与main函数声明的使用方式，并通过一个示例演示面向切面编程思想的实现。  
第8章 Class声明，介绍了Class声明相关的函数声明以及属性声明。  
第9章 泛型与模式匹配，介绍了在元编程中泛型以及模式匹配的使用，重点介绍了六种常用的模式。  
第10章 代码结构，介绍包节点和导入节点的用法，建立了抽象语法树的完整轮廓。  
第11章 宏，	介绍了宏的定义以及调用方式，通过示例演示宏的用法。  
第12章 宏示例实战解析，详细解析第二章演示的宏的实现代码，并介绍了如何增强该宏的功能。

#### 仓颉宏示例（本书第12章）
以下的代码模拟了登录以及入库、出库、查看库存等动作，包括多个类和顶层函数，假如要求把所有的函数调用都记录日志，也就是记录调用开始和结束的时间，以及传入的参数和返回的值，并且支持日志写入到控制台或者日志文件。
```
main(): Unit {
    //模拟登录
    if (!login("admin", "qD@0532")) {
        println("用户名或者密码错误！")
        return
    }

//添加图书
    let book = Book("仓颉语言元编程")

//模拟入库
    book.input(88)

//模拟出库
    book.output(66)

//查看库存
    println(book.stock)
}

//登录
func login(userName: String, password: String): Bool {
    let user = User.getUserByUserName(userName)
    return user.passwd == password
}

//用户
public class User {
    public User(var userId: Int64, var userName: String, var passwd: String) {}

//根据用户名称查找用户信息
    public static func getUserByUserName(userName: String) {
        return User(1, userName, "qD@0532")
    }
}

public class Book {
    public Book(var bookName: String, var stock: Int64) {}

public init(bookName: String) {
        this.bookName = bookName
        this.stock = 0
    }

//入库
    public func input(count: Int64) {
        this.stock += count
        return stock
    }

//出库
    public func output(count: Int64) {
        this.stock -= count
        return stock
    }
}
```
要完成这样的功能，可能需要几百行代码才能实现，而且代码会嵌入到现有的函数中，带来一定的调试困难。但是，如果有了元编程的支持，通过宏定义一切就可以迎刃而解了。

```
import cradle.*
from std import time.*
from std import collection.*
from std import fs.*
from std import io.*
from std import os.posix.*

@Cradle
main(): Unit {
    //模拟登录
    if (!login("admin", "qD@0532")) {
        println("用户名或者密码错误！")
        return
    }

//添加图书
    let book = Book("仓颉语言元编程")

//模拟入库
    book.input(88)

//模拟出库
    book.output(66)

//查看库存
    println(book.stock)
}

//登录
@Cradle[console|logfile]
func login(userName: String, password: String): Bool {
    let user = User.getUserByUserName(userName)
    return user.passwd == password
}

//用户
@Cradle[console|logfile]
public class User {
    public User(var userId: Int64, var userName: String, var passwd: String) {}

//根据用户名称查找用户信息
    public static func getUserByUserName(userName: String) {
        return User(1, userName, "qD@0532")
    }
}

@Cradle[console|logfile]
public class Book {
    public Book(var bookName: String, var stock: Int64) {}

public init(bookName: String) {
        this.bookName = bookName
        this.stock = 0
    }

//入库
    public func input(count: Int64) {
        this.stock += count
        return stock
    }

//出库
    public func output(count: Int64) {
        this.stock -= count
        return stock
    }
}

```
这是实现了上述功能的代码，只是在函数和类的定义位置添加上Cradle宏调用即可，一共加了四个，就实现了所有这些功能。既简单明了，又做到了逻辑分离。  
下面是运行后的效果，包括输出到控制台的日志和写入到日志文件的日志：  
<img alt="" src="./images/console.png" style="display: inline-block;"/>
<img alt="" src="./images/logfile.png" style="display: inline-block;"/>

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