『科技排头』在Rust代码中编写Python是种怎样的体验？作者|MaraBos

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作者|MaraBos ， Rust资深工程师
译者|Arvin ，编辑|屠敏
来源|CSDN（ID：CSDNnews）
大约一年前，我发布了一个名为inline-python（https://crates.io/crates/inline-python）的Rust类库，它允许大家使用python!{..}宏轻松地将一些Python混合到Rust代码中。在本系列中，我将从头展示开发此类库的过程。

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如果不熟悉inline-python类库，你可以执行以下操作：
fnmain{letwho=''world'';letn=5;python!{foriinrange('n):print(i,''Hello'','who)print(''Goodbye'')}}它允许你将Python代码直接嵌入Rust代码行之间，甚至直接在Python代码中使用Rust变量。
我们将从一个比这个简单得多的案例开始，然后逐步努力以达到这个结果（甚至更多！）。

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运行Python代码
首先，让我们看一下如何在Rust中运行Python代码。让我们尝试使第一个简单的示例生效：
fnmain{println!(''Hello...'');run_python(''print(''...World!'')'');}我们可以使用std：：process：：命令来运行python可执行文件并传递python代码，从而实现run_python ，但如果我们希望能够定义和读回Python变量，那么最好从使用PyO3库开始。
PyO3为我们提供了Python的Rust绑定。它很好地包装了PythonCAPI ，使我们可以直接在Rust中与各种Python对象交互。（甚至在Rust中编写Python库，但这是另一个主题。）
它的Python::run功能完全符合我们的需求。它将Python代码作为&str ，并允许我们使用两个可选的PyDicts来定义范围内的任何变量。让我们试一试吧：
fnrun_python(code:&str){letpy=pyo3::Python::acquire_gil;//Acquirethe'globalinterpreterlock',asPythonisnotthread-safe.py.python.run(code,None,None).unwrap;//Nolocals,noglobals.}$cargorunCompilingscratchpadv0.1.0Finisheddev[unoptimized+debuginfo]target(s)in0.29sRunning`target/debug/scratchpad`Hello......World!看，这就成功了！

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基于规则的宏
在字符串中编写Python不是最便捷的方法，所以我们尝试改进它。宏允许我们在Rust中自定义语法，所以让我们尝试一下：
fnmain{println!(''Hello...'');python!{print(''...World!'')}}宏通常是使用macro_rules!进行定义，您可以基于标记和表达式之类的内容使用高级“查找和替换”规则来定义宏。（有关macro_rules!的介绍请参见RustBook中有关宏的章节，有关Rust宏所有的细节都可以在《Rust宏的小书》中找到。）
由macro_rules!定义的宏在编译时无法执行任何代码，这些宏仅是应用了基于模式的替换规则。它非常适合vec! ，甚至是lazy_static!{..} ，但对于解析和编译正则表达式（例如regex!(''a.*b'')）之类的功能而言，还不够强大。
在宏的匹配规则中，我们可以匹配表达式，标识符，类型和许多其他内容。由于“有效的Python代码”不是一个选项，所以我们只能让宏接受所有内容：大量的原始的符号：
macro_rules!python{($($code:tt)*)=>{...}}（有关macro_rules!工作原理的详细信息，请参见上面链接的资源。）
对宏的调用应该产生run_python(''..'') ，这是一个包裹了所有Python代码的字符串文本。幸运的是：有一个内建宏为我们把内容放到一个字符串里，叫做stringify! ，因此我不必从头开始。