78、宏反演重构：通过反向宏展开实现代码重构

宏反演重构：通过反向宏展开实现代码重构

1. 引言

代码重构是在开发阶段对代码进行的一种转换，目的是在不改变代码可观察行为的前提下提高代码质量。宏展开则是在编译阶段进行的代码转换，它将宏调用模式的实例替换为相应的宏体或模板。本文提出了一种新的重构过程——宏反演（Macrofication），即通过反向宏展开来实现代码重构。

以 JavaScript 为例，将现有代码从对象原型模式重写为类定义是一个繁琐且容易出错的过程，而宏反演可以自动完成这种转换。许多语言都允许程序员使用宏系统来定义语法扩展，本文关注的是模式 - 模板宏（pattern-template macros）。

2. 宏展开

在定义宏反演之前，先回顾一下宏展开的工作原理。代码被词法分析为一系列标记，进一步处理为标记树序列。宏有名称和规则列表，规则由模式和模板组成，模式用于匹配语法，模板用于生成语法。

宏展开过程中，对于每个标记，会在宏环境中查找匹配的宏规则。如果找到匹配的宏，则进行匹配和转录操作，直到所有宏都被展开。这个过程可能不会终止，因为规则宏是图灵完备的。

以下是一个简单的宏展开示例：

macro unless {
    rule { $x $y } => { if (! $x) $y }
}
unless (success) fail ();
expandΣ (unless · (success) fail();)
  → match (x · y, (success) fail(); , ∅)
  → match (y, fail();, [x ↦