Macros 这种自由项变量错误（在宏展开时产生）可以避免吗？

我正在开发一个DSL，在扩展宏时遇到了“自由项”故障。我想知道这是否可以避免。我已将问题简化为以下情况

假设我们有这个表达式：

val list = join {
  0
  1
  2
  3
}
println(list)

其中join是一个宏，其实现为：

def join(c: Ctx)(a: c.Expr[Int]): c.Expr[List[Int]] = {
  import c.mirror._
  a.tree match {
    case Block(list, ret) =>
      // c.reify(List(new c.Expr(list(0)).eval, 
      //              new c.Expr(list(1)).eval,
      //              new c.Expr(list(2)).eval) :+ new c.Expr(ret).eval)
      c.reify((for (expr <- list) yield new c.Expr(expr).eval) :+ new c.Expr(ret).eval)
  }
}

def join（c:Ctx）（a:c.Expr[Int]）：c.Expr[List[Int]={
导入c.mirror_
a、 树匹配{
案例块（列表，ret）=>
//具体化（列表）（新的c.Expr（列表（0））.eval，
//新的c.Expr（列表（1））评估，
//新c.Expr（列表（2））.eval:+新c.Expr（ret.eval）
c、 具体化（（对于（expr）问题在于您的代码混合了编译时和运行时概念

您使用的“list”变量是一个编译时值（即，它应该在编译时迭代），您要求reify将其保留到运行时（通过拼接派生值）。这个跨阶段难题导致了所谓的自由项的创建

简言之，自由项是引用早期阶段值的存根。例如，以下代码段：

val x = 2
reify(x)

将汇编如下：

val free$x1 = newFreeTerm("x", staticClass("scala.Int").asTypeConstructor, x);
Ident(free$x1)

聪明吧？结果保留了x是一个Ident的事实，保留了它的类型（编译时特征），但是，尽管如此，也引用了它的值（运行时特征）。这是通过词法作用域实现的

但是，如果您试图从宏扩展（即内联到宏的调用站点）返回此树，则会发生问题。宏的调用站点很可能在其词法范围内没有x，因此它将无法引用x的值

更糟糕的是，如果上面的代码段是在宏中编写的，那么x只在编译时存在，即在运行编译器的JVM中。但是当编译器终止时，它就消失了

但是，包含对x的引用的宏扩展的结果应该在运行时运行（很可能在不同的JVM中运行）。要理解这一点，您需要跨阶段持久性，即以某种方式序列化任意编译时值并在运行时反序列化它们的能力。我不知道如何在Scala这样的编译语言中实现这一点


请注意，在某些情况下，跨阶段持久化是可能的。例如，如果x是静态对象的字段：

object Foo { val x = 2 }
import Foo._
reify(x)

这样，它就不会成为一个自由术语，而是以一种直接的方式具体化：

Select(Ident(staticModule("Foo")), newTermName("x"))

这是一个有趣的概念，SPJ在2012年Scala Days的演讲中也讨论了这个概念

为了验证某些表达式不包含自由项，在Haskell中，他们向编译器添加了一个新的内置原语，即
Static
type构造函数。对于宏，我们可以通过使用reify（它本身只是一个宏）自然地做到这一点。请参阅此处的讨论：


好的，现在我们已经看到了原始代码的问题所在，那么我们如何让它工作呢

不幸的是，我们不得不退回到手动AST构建，因为reify很难表达动态树。在宏观学中，reify的理想用例是拥有一个静态模板，其中包含在宏编译时已知的洞类型。请靠边一步，您将不得不求助于手动构建树

归根结底，您必须遵循以下几点（适用于最近发布的2.10.0-M4，请参阅scala语言的迁移指南，以了解到底发生了什么变化：）：

scala 2.11中会有更简单的东西吗？准引号会有帮助吗？（我没有深入研究过宏，但每次尝试都会碰到这个问题）
import scala.reflect.makro.Context

object Macros {
  def join_impl(c: Context)(a: c.Expr[Int]): c.Expr[List[Int]] = {
    import c.universe._
    import definitions._
    a.tree match {
      case Block(list, ret) =>
        c.Expr((list :+ ret).foldRight(Ident(NilModule): Tree)((el, acc) => 
          Apply(Select(acc, newTermName("$colon$colon")), List(el))))
    }
  }

  def join(a: Int): List[Int] = macro join_impl
}