研究论文

带有生成宏和分析宏的多阶段编程

作者:

尼古拉斯斯图基,

乔纳森·伊曼纽尔 Brachthä用户,

马丁奥德斯基作者信息和声明

GPCE 2021：第20届ACM SIGPLAN生成性编程国际会议论文集：概念和经验

页110-122

https://doi.org/10.1145/3486609.3487203

出版:2021年11月22日出版历史

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摘要

在元编程中，代码生成和代码分析是互补的。传统上，编程语言（如MetaML和BER MetaOCaml）的原则元编程扩展为代码生成提供了坚实的基础，但缺乏对代码分析的同等支持。类似地，现有的宏系统偏向于代码生成方面。

在这项工作中，我们提出了一种宏演算，它同时具有代码生成和代码分析功能。微积分直接为宏的单独编译建模，将宏的一个通常被忽视的方面内在化。系统确保生成的代码类型良好且卫生。

我们在Scala 3中实现了我们的系统，提供了形式化，并证明了它的可靠性。

补充材料

辅助演示视频（splashws21gpcemain-p21-p-video.mp4）

在元编程中，代码生成和代码分析是互补的。传统上，编程语言（如MetaML和BER MetaOCaml）的原则元编程扩展为代码生成提供了坚实的基础，但缺乏对代码分析的同等支持。类似地，现有的宏系统偏向于代码生成方面。在这项工作中，我们提出了一种宏演算，它同时具有代码生成和代码分析功能。微积分直接为宏的单独编译建模，将宏的一个通常被忽视的方面内化。系统确保生成的代码类型良好且卫生。我们在Scala 3中实现了我们的系统，提供了形式化，并证明了它的可靠性。

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[1]

Leif Andersen、Stephen Chang和Matthias Felleisen。2017.电影制作的超级8种语言（功能明珠）。程序。ACM计划。Lang.，1，ICFP（2017），第30条，8月，29页。https://doi.org/10.1145/3110274

数字图书馆

[2]

亨克·巴伦德雷格特。1992年，Lambda Calculi与类型。

[3]

克里斯蒂亚诺·卡尔卡尼奥（Cristiano Calcagno）、瓦利德·塔哈（Walid Taha）、黄利文（Liwen Huang）和泽维尔·勒罗伊（Xavier Leroy）。2003.使用AST、Gensym和Reflection实现多阶段语言。程序中。第二届生成性编程和组件工程国际会议（GPCE’03）。斯普林格·弗拉格，柏林，海德堡。57-76。国际标准编号：3-540-20102-5https://doi.org/10.1007/978-3-540-39815-8_4

[4]

Krzysztof Czarnecki、John T.O'Donnell、Jörg Striegnitz和Walid Taha。2004.MetaOCaml、Template Haskell和C++中的DSL实现。施普林格-柏林-海德堡，柏林，海德堡。51-72。国际标准编号：978-3-540-25935-0https://doi.org/10.1007/978-3-540-25935-0_4

[5]

Krzysztof Czarnecki、KasperØsterbay和Markus Völter。2002.生成性编程。胡安·埃尔南德斯（Juan Hernández）和安娜·莫雷拉（Ana Moreira）（编辑）在《面向对象技术ECOOP 2002年研讨会读取器》（Object-Oriented Technology ECOOP 2002Workshop Reader）中写道。施普林格-柏林-海德堡，柏林，海德堡。15-29。国际标准编号：978-3-540-36208-1https://doi.org/10.1007/3-540-36208-8_2

[6]

罗文·戴维斯（Rowan Davies）。2017年，绑定时间分析的时间逻辑方法。J.ACM，64，1（2017），第1条，3月，45页。编号：0004-5411https://doi.org/10.1145/3011069

数字图书馆

[7]

Rowan Davies和Frank Pfenning。2001.分阶段计算的模态分析。J.ACM，48，3（2001），5月，555-604。编号：0004-5411https://doi.org/10.1145/382780.382785

数字图书馆

[8]

马修·弗拉特。2002.可组合和可编译宏：何时需要？SIGPLAN否。，37，9（2002），9月，72–83日。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.1145/583852.581486

数字图书馆

[9]

Steven E.Ganz、Amr Sabry和Walid Taha。2001.作为多级计算的宏：MacroML中的类型安全、生成、绑定宏。SIGPLAN否。，36，10（2001），10月，74-85日。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.1145/507669.507646

数字图书馆

[10]

乌尔里克·约尔和威廉·谢利斯。1986.编译器和阶段转换。计算机械协会，美国纽约州纽约市，86–96。编号：9781450373470https://doi.org/10.1145/512644.512652

数字图书馆

[11]

奥列格·基塞利约夫。2014.BER MetaOCaml的设计和实施。在函数和逻辑编程中，Michael Codish和Eijiro Sumii（编辑）。施普林格国际出版公司，Cham。86–102.编号：978-3-319-07151-0https://doi.org/10.1007/978-3-319-07151-0_6

[12]

奥列格·基塞利约夫。2018年，将抽象与高绩效相协调：元OCaml方法。编程语言基础与趋势®，5，1（2018），1–101。发行编号：2325-1107https://doi.org/10.1561/250000038

数字图书馆

[13]

Oleg Kiselyov和Chung-chieh Shan。2010年，MetaOCaml文件-状态报告和研究建议。在ML的ACM SIGPLAN研讨会上。

[14]

亚尼斯·利利斯和安东尼·萨维迪斯。2019.元编程语言调查。ACM计算。调查。，52、6（2019年），第113条，10月，39页。发行编号：0360-0300https://doi.org/10.1145/3354584

数字图书馆

[15]

弗雷德·麦克布莱德。1970年，符号的计算机辅助操作。博士论文。贝尔法斯特女王大学。

[16]

Lionel Parreaux、Amir Shaikhha和Christoph E.Koch。2017.引用的分阶段改写：图书馆定义优化的实用方法。SIGPLAN否。，52、12（2017年），10月131–145日。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.1145/3170492.3136043

数字图书馆

[17]

莱昂内尔·帕雷奥（Lionel Parreaux）、阿米尔·谢赫哈（Amir Shaikhha）和克里斯托夫·科赫（Christoph E.Koch）。2017年。鱿鱼：类型安全、卫生和可重复使用准引号。第八届ACM SIGPLAN Scala国际研讨会论文集（Scala 2017）。计算机械协会，美国纽约州纽约市，56–66。编号：9781450355292https://doi.org/10.1145/313600.3136005

数字图书馆

[18]

莱昂内尔·帕雷奥（Lionel Parreaux）、安托万·沃扎德（Antoine Voizard）、埃米尔·谢赫哈（Amir Shaikhha）和克里斯托夫·科赫（Christoph E.Koch）。2017.统一分析型和统计型准报价。程序。ACM计划。Lang.，2，POPL（2017），第13条，12月，33页。https://doi.org/10.1145/3158101

数字图书馆

[19]

F.Pfenning和C.Elliott。1988.高阶抽象语法。SIGPLAN否。，1993年6月23日、7日（1988年）至208日。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.11145/960116.54010

数字图书馆

[20]

蒂姆·谢尔德（Tim Sheard）和西蒙·佩顿·琼斯（Simon Peyton Jones）。2002.Haskell的模板元编程。2002年ACM SIGPLAN Haskell研讨会论文集（Haskell'02）。计算机协会，美国纽约州纽约市，1-16。国际标准编号：1581136056https://doi.org/10.1145/581690.581691

数字图书馆

[21]

亚尼斯·斯马拉格达基斯（Yannis Smaragdakis）、阿格洛斯·比布迪斯（Aggelos Biboudis）和乔治·福图尼斯（George Fourtounis）。2017.结构化程序生成技术。在软件工程的重大适时主题中，Jácome Cunha、Joáo P.Fernandes、Ralf Lämmel、Joóo Saraiva和Vadim Zaytsev（编辑）。施普林格国际出版公司，Cham。154–178. 国际标准编号：978-3-319-60074-1https://doi.org/10.1007/978-3-319-600074-1_7

[22]

尼古拉斯·斯塔基（Nicolas Stucki）、阿格洛斯·比布迪斯（Aggelos Biboudis）、塞巴斯蒂安·多雷纳（Sébastien Doeraene）和马丁·奥德斯基（Martin Odersky）。2020年。元编程的语义保留内联。在第11届ACM SIGPLAN斯卡拉国际研讨会（Scala 2020）上发表。计算机协会，美国纽约州纽约市14-24。编号：9781450381772https://doi.org/10.1145/3426426.3428486

数字图书馆

[23]

尼古拉斯·斯塔基（Nicolas Stucki）、阿格洛斯·比布迪斯（Aggelos Biboudis）和马丁·奥德斯基（Martin Odersky）。2018年，多阶段编程和宏的实际统一。第17届ACM SIGPLAN生成性编程国际会议论文集：概念和经验（GPCE 2018）。计算机协会，美国纽约州纽约市14-27。编号：9781450360456https://doi.org/10.1145/3278122.3278139

数字图书馆

[24]

尼古拉斯·斯塔基（Nicolas Stucki）、乔纳森·伊曼纽尔·布拉斯（Jonathan Immanuel Brachthäuser）和马丁·奥德斯基（Martin Odersky）。2021.用生成宏和分析宏证明多阶段编程。EPFL。

[25]

瓦利德·塔哈和蒂姆·谢尔德。1997.带显式注释的多级编程。SIGPLAN否。，32、12（1997年），203-217年12月。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.1145/258994.259019

数字图书馆

[26]

Sam Tobin-Hochstadt、Vincent St-Amour、Ryan Culppeper、Matthew Flatt和Matthias Felleisen。2011.语言作为图书馆。SIGPLAN否。，第46、6页（2011年），第132–141页，6月。发行编号：0362-1340https://doi.org/10.1145/1993316.1993514

数字图书馆

[27]

Sam Tobin-Hochstadt、Vincent St-Amour、Eric Dobson和Asumu Takikawa。2021.打字球拍指南-注意事项和限制。

[28]

T Veldhuizen和E Gannon。1998.活动库：重新思考编译器和库的角色。程序中。1998年SIAM研讨会：可互操作科学与工程计算的面向对象方法。286–295.

引用人

穆拉斯Y西瓦基YIgarashi A型(2023)具有多形语境的语境模态类型理论程序设计语言与系统10.1007/978-3-031-30044-8_11(281-308)在线发布日期：2023年4月22日
https://dl.acm.org/doi/10.1007/978-3-031-30044-8_11
德克斯特P刘毅邱（Chiu K）(2022)在线数据处理的本质美国计算机学会程序设计语言会议录10.1145/35633206：OOPSLA2(899-928)在线发布日期：2022年10月31日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3563320

索引术语

带有生成宏和分析宏的多阶段编程
1. 软件及其工程
  1. 软件符号和工具

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发布于

封面图片ACM会议

GPCE 2021：第20届ACM SIGPLAN生成性编程国际会议论文集：概念和经验

2021年10月

209页

国际标准图书编号：9781450391122

内政部：10.1145/3486609

总主席：
伊莱·提列维奇
美国弗吉尼亚理工大学
,
项目主席：
科恩•德•鲁弗
比利时布鲁塞尔Vrije大学

版权所有©2021 ACM。

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美国纽约州纽约市

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出版：2021年11月22日

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研究文章

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瑞士国家科学基金会

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GPCE’21

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2021年10月17日至18日

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穆拉斯Y西瓦基YIgarashi甲(2023)具有多形语境的语境模态类型理论编程语言和系统10.1007/978-3-031-30044-8_11(281-308)在线发布日期：2023年4月22日
https://dl.acm.org/doi/10.1007/978-3-031-30044-8_11
德克斯特P刘毅邱（Chiu K）(2022)在线数据处理的本质美国计算机学会程序设计语言会议录10.1145/35633206：OOPSLA2(899-928)在线发布日期：2022年10月31日
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