Rust过程宏库with_locals-proc_macros的使用：实现局部变量注入与代码生成的高效开发工具

基本示例：返回/生成引用局部变量的format_args

use ::core::fmt::Display;
use ::with_locals::with;

#[with('local)]
fn hex(n: u32) -> &'local dyn Display
{
    &format_args!("{:#x}", n)
}

上面的代码会被转换为：

use ::core::fmt::Display;

fn with_hex<R, F>(n: u32, f: F) -> R
where           F : FnOnce(&'_     dyn Display) -> R,
{
    f(&format_args!("{:#x}", n))
}

使用示例

use ::core::fmt::Display;
use ::with_locals::with;

#[with('local)]
fn hex(n: u32) -> &'local dyn Display
{
    &format_args!("{:#x}", n)
}

#[with]
fn hex_example()
{
    let s: String = {
        println!("Hello, World!");
        #[with]
        let s_hex = hex(66);
        println!("s_hex = {}", s_hex); // 输出 `s_hex = 0x42`
        let s = s_hex.to_string();
        assert_eq!(s, "0x42");
        s
    };
    assert_eq!(s, "0x42");
}

完整示例代码

use ::core::fmt::Display;
use ::with_locals::with;

// 定义一个返回格式化十六进制显示的函数
#[with('local)]
fn hex(n: u32) -> &'local dyn Display {
    &format_args!("{:#x}", n)
}

// 定义一个使用hex函数的示例
#[with('special)]
fn main() {
    // 使用#[with]注解的let绑定
    #[with]
    let one = hex(1);
    #[with]
    let two = hex(2);
    #[with]
    let three = hex(3);
    
    println!("One: {}, Two: {}, Three: {}", one, two, three);
    
    // 另一种写法：显式指定特殊生命周期
    let four: &'special _ = hex(4);
    println!("Four: {}", four);
    
    // 嵌套使用示例
    #[with]
    let result = {
        #[with]
        let five = hex(5);
        five.to_string()
    };
    println!("Result: {}", result);
}

// 定义trait示例
trait ToStr {
    #[with('local)]
    fn to_str(self: &'_ Self) -> &'local str;
}

// 实现trait
impl ToStr for u32 {
    #[with('local)]
    fn to_str(self: &'_ u32) -> &'local str {
        let mut x = *self;
        if x == 0 {
            return "0";
        }
        let mut buf = [b' '; 1 + 3 + 3 + 3]; // u32::MAX ~ 4_000_000_000
        let mut cursor = buf.len();
        while x > 0 {
            cursor -= 1;
            buf[cursor] = b'0' + (x % 10) as u8;
            x /= 10;
        }
        ::core::str::from_utf8(&buf[cursor..])
            .unwrap()
    }
}

// 使用trait的示例
#[with('special)]
fn trait_example() {
    let num = 42;
    let s: &'special str = num.to_str();
    println!("Number as string: {}", s);
}

高级用法

use ::core::fmt::Display;
use ::with_locals::with;

// 使用continuation_name参数
#[with('local, continuation_name = return_)]
fn display_addr(addr: usize) -> &'local dyn Display
{
    if addr == 0 {
        return_!(&"NULL");
    }
    with_hex(addr, |hex| {
        return_(&format_args!("0x{}", hex))
    })
}

// 调试宏展开
// 在Cargo.toml中添加:
// [dependencies]
// with_locals = { version = "...", features = ["expand-macros"] }
// 然后设置环境变量:
// WITH_LOCALS_DEBUG_FILTER=pattern cargo check

这个库提供了一种优雅的方式来处理需要返回引用局部变量的场景，通过CPS(Continuation-Passing Style)转换避免了悬垂引用的问题，同时通过过程宏提供了简洁的语法糖。