선언적 매크로(`macro_rules!`)

매크로는 코드를 작성하는 코드를 작성하는 방법입니다! 매크로는 함수와 비슷하지만 값이 아니라 구문 트리(코드의 구조)를 대상으로 동작합니다.

• 반복적인 코드를 추상화하는 데 도움이 됩니다.
• Rust 안에서 도메인 특화 언어(DSL)를 사용할 수 있게 합니다.
• 컴파일 시간에 실행되어 컴파일 전에 일반 Rust 코드로 확장됩니다.

Rust의 선언적 매크로는 macro_rules! 키워드를 사용합니다. 이 매크로는 특정 Rust 코드 패턴과 일치하는 규칙 집합을 정의합니다.

코드 조각에 패턴 매칭을 적용하는 것이라고 생각하시면 됩니다. 컴파일러는 매크로 호출을 보면 입력이 정의된 규칙 중 하나와 일치하는지 확인합니다.

인사말을 출력하는 아주 간단한 매크로를 만들어 보겠습니다. macro_rules! 키워드와 입력 패턴이 없는 규칙을 정의하는 () => {} 구문에 주목하세요.

이 예제를 실행해 보세요.

매크로는 "지정자"를 사용해 입력을 받을 수 있습니다. 지정자는 매크로가 캡처할 것으로 예상되는 Rust 구문의 종류를 알려 줍니다.

• $expr: 표현식(예: 1 + 2, "hello")
• $ident: 식별자(예: 변수 이름, 함수 이름)
• $ty: 타입(예: i32, String)
• $block: 코드 블록(예: { ... })
• 그 밖에도 다양한 종류가 있습니다!

표현식($e:expr)을 받아 그 값을 출력하는 매크로입니다. 여기서 :expr이 지정자입니다.

캡처된 $e는 매크로 본문에서 사용할 수 있게 됩니다. stringify! 매크로는 표현식을 문자열 표현으로 변환합니다.

매크로가 같은 유형의 인수를 여러 개 받도록 하려면 어떻게 해야 할까요? 반복 연산자인 $()*를 사용할 수 있습니다.

• $(): 내부의 내용은 반복할 패턴입니다.
• *: 0회 이상 반복합니다.
• +: 1회 이상 반복합니다.
• 구분 기호를 지정할 수도 있습니다. 예를 들어 $(...),*는 항목을 쉼표로 구분합니다.

여러 표현식을 쉼표로 구분해 받고 각각을 개별적으로 출력하는 매크로를 만들어 보겠습니다. 이러한 방식은 목록과 비슷한 구조를 만들 때 강력합니다.

Rust의 매크로는 "위생적"입니다. 즉, 매크로 내부에서 정의한 variable은 외부의 variable과 이름이 같더라도 우연히 충돌하지 않습니다.

컴파일러는 의도하지 않은 부작용을 방지하기 위해 확장 과정에서 내부적으로 이름을 바꾸므로, 매크로를 더 안전하고 예측 가능하게 사용할 수 있습니다.

때로는 매크로가 예상대로 확장되지 않을 수 있습니다. Rust에서는 확장된 코드를 확인할 수 있는 방법을 제공합니다.

• cargo expand를 실행합니다(cargo-expand 도구를 설치해야 합니다).
• 소스 file에 직접 rustc --pretty expanded를 사용합니다.

이렇게 하면 매크로가 생성한 가공되지 않은 Rust 코드를 확인할 수 있으므로, 복잡한 매크로 동작을 디버깅하고 이해하는 데 매우 유용합니다!

다음 매크로 정의를 살펴보세요.

macro_rules! make_tuple {
    ( $x:expr, $y:expr ) => {
        ($x, $y)
    };
}

다음 중 성공적으로 컴파일되고 make_tuple! 매크로를 사용하는 line은 무엇일까요?

이 lesson에서는 macro_rules!를 사용하는 선언적 매크로를 배웠습니다.

• 컴파일 시 코드를 생성하여 반복적인 패턴을 추상화합니다.
• 구문을 기반으로 input을 캡처하기 위해 패턴 매칭을 사용합니다.
• $expr, $ident와 같은 지정자는 어떤 종류의 구문을 예상하는지 지정합니다.
• $()*와 같은 반복 연산자는 유연한 구분 기호를 사용해 여러 인수를 처리합니다.
• 매크로는 위생적이므로 우연한 이름 충돌을 방지합니다.

매크로는 반복적인 보일러플레이트를 줄이고 Rust에서 유연하고 사용하기 편한 API를 만드는 강력한 도구입니다!