面试题：Rust宏系统中如何定义一个带参数的函数宏

Question

请举例说明如何在Rust中定义一个带参数的函数宏，该宏接受一个整数参数，并打印出该整数的平方值。同时解释宏定义中各个部分的含义。

Answer 1

// 定义一个带参数的函数宏
macro_rules! print_square {
    // 匹配规则，接受一个整数参数 $n
    ($n:expr) => {
        // 计算并打印参数 $n 的平方值
        println!("The square of {} is {}", $n, $n * $n);
    };
}

宏定义各部分含义：

1. macro_rules! print_square：定义一个名为 print_square 的宏。macro_rules! 是Rust中定义宏的关键字。
2. ($n:expr)：这是宏的匹配模式。$n 是定义的参数名，$ 表示这是一个宏变量。:expr 表示这个参数是一个表达式类型，在这个例子中可以接受一个整数表达式。
3. =>：分隔匹配模式和替换代码块。
4. println!("The square of {} is {}", $n, $n * $n);：这是替换代码块，当宏被调用且参数匹配 ($n:expr) 模式时，这段代码会被插入到调用宏的位置。它会打印出传入参数 $n 及其平方值。

使用示例：

fn main() {
    print_square!(5);
}

在 main 函数中调用 print_square!(5)，宏会被展开为 println!("The square of 5 is {}", 5 * 5);，最终输出 The square of 5 is 25。