Types Julia Design：在宏中静默定义/命名类型

在定义新特性时，我遇到了一个开发问题，即如何“无声地定义类型”。目前我有一些宏，比如：

f = @ode_define begin
dx = a*x - b*x*y
dy = -c*y + d*x*y
end a=>1.5 b=>1 c=3 d=1

这将扩展到

f = (t,u,du) -> begin 
du[1] = 1.5*u[1] - u[1]*u[2]
du[2] = -3*u[2] + u[1]*u[2]
end

这些定义了ODE解算器中使用的函数。ODE解算器的某些功能需要了解参数（即敏感性分析需要获取参数导数），因此为了使其更通用，我希望内联使用

=

定义的参数，并使用

=>

定义的“命名访问”参数。例如，我想将宏扩展为：

f,p = (t,u,du,p) -> begin 
du[1] = p.a*u[1] - p.b*u[1]*u[2]
du[2] = -3*u[2] + u[1]*u[2]
end

问题是，如何定义参数？我可以让宏也执行以下操作：

type Parameters
  a::Float64
  b::Float64
end
p = Parameters(a,b)

然后，每个会话只能使用宏一次，因为每次都需要定义参数类型。是否有一种安全的方法来命名此类型，以便可以重复使用宏？从本质上讲，参数类型除了它是包含

a

和

b

的内容的容器，并且可以通过名称进行访问（这一点非常重要，因为我计划做一些事情，询问您希望对哪些参数执行操作，如分叉图）。这就是我所说的“静默”的意思——我希望宏吐出一个

p

，其中

p.a

和

p.b

起作用，无需参考/用户不必关心这是如何定义的。此外，此设计路径还有一个限制，即不能在函数内部定义类型，因此此宏不能用于在函数内部定义ODE函数

Julia是否提供了一种不牺牲性能的解决这些问题的好方法？（我可以使用字典，但这会导致性能下降）

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编辑 为了总结设计目标，我需要一些东西，以便像我在开始时展示的宏可以编写如下代码：

f,p = (t,u,du,p) -> begin 
du[1] = p.a*u[1] - p.b*u[1]*u[2]
du[2] = -3*u[2] + u[1]*u[2]
end
type Parameters
  a::Float64
  b::Float64
end
p = Parameters(a,b)

召唤

solve(f,p,y0)

在基本上

for i = 1:numiterations
  y = y + dt*f(t,u,du,p)
end

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问题在于

p

的正确形式是否是一种类型，或者朱莉娅是否有其他东西可以“用名字来称呼事物”。如果它是一个类型，那么如何避免类型必须具有唯一的名称（这样宏就不能简单地将其扩展为类型参数，因为每次它可能有不同的字段），而是如何在您只知道字段名称的情况下自动生成类型？

gensym

创建全局唯一的名称，可以拼接到类型定义表达式中，例如：

Expr(:type, true, gensym(:parameter), Expr(:(::), :x, :Int))

我可以用字典，但那会影响性能

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我不完全确定我是否理解这里的设计目标，但在您的示例中，您将实例

p

包装在闭包中。如果将ODE名称设置为宏参数（

@ODE_def=…

），则可以在某个全局字典中从

f=>f_metadata

设置映射，该映射带有

p

的句柄以及可能需要修改的任何内容。

我在编辑中添加了一些详细信息。我尝试了

typegensym（：parameters）

和

a

和

b

字段，但它说这是无效的类型签名。是否有方法使用

gensym

生成可用于类型签名的表达式？更新以回答特定类型名称问题。就一般设计问题而言：对于被积函数/目标函数，参数闭包是非常合理的。但是，对于解算器使用的可修改参数，而不是目标函数中使用的一次性常量，关闭某些不透明类型是没有意义的。我认为这可能会起作用。我需要添加类型的主要原因是，我可以进行参数敏感性分析，这需要在参数中使用导数。我希望能够告诉解算器“给我参数

a

中的灵敏度”，从而获得

a

中的参数导数。如果在闭包中指定了参数，我不知道该怎么做。但同时，参数的类型并不重要，只是它有一个字段

a

。