有没有办法在编译时测试一个常量是编译时常量？

Question

鉴于知道算术final val表达式是否将被编译为编译时常量是多么困难，以及意外破坏编译时性是多么容易......

任何人都可以想出一种简单的方法来在编译时验证编译器是否确实从复杂的算术表达式创建了编译时常量？ 我猜这可能是某种注释或宏，但也许有更简单的东西。 例如，也许是这样的：

   @CompileTime final val HALF_INFINITY = Int.MaxValue / 2

将是可能的。

Answer 1

幸运的是，宏被连接到类型检查中（在宏扩展之前对宏参数进行类型检查的意义上），并且类型检查折叠常量，所以看起来应该足以检查宏中的Literal(Constant(_))以确保宏的参数是一个常量。

笔记。 在宏天堂中实现的宏注释在注释者的类型检查之前扩展，这意味着它们的参数在扩展过程中不会被constfold，使得宏注释不太方便执行此任务。

这是使用 Scala 2.11.0-M8 语法为 def 宏编写的代码。 对于 2.11.0-M7，将导入替换为 import import scala.reflect.macros.{BlackboxContext => Context} 。 对于 2.10.x，将 import 替换为 import import scala.reflect.macros.Context ，重写impl的签名以读取def impl[T](c: Context)(x: c.Expr[T]) = ...和读取的ensureConstant签名def ensureConstant[T](x: T): T = macro impl[T] 。

// Macros.scala

import scala.reflect.macros.blackbox._
import scala.language.experimental.macros

object Macros {
  def impl(c: Context)(x: c.Tree) = {
    import c.universe._
    x match {
      case Literal(Constant(_)) => x
      case _ => c.abort(c.enclosingPosition, "not a compile-time constant")
    }
  }

  def ensureConstant[T](x: T): T = macro impl
}

// Test.scala

import Macros._

object Test extends App {
  final val HALF_INFINITY = ensureConstant(Int.MaxValue / 2)
  final val HALF_INFINITY_PLUS_ONE = ensureConstant(HALF_INFINITY + 1)
  final val notConst = ensureConstant(scala.util.Random.nextInt())
}

00:26 ~/Projects/Master/sandbox (master)$ scalac Macros.scala && scalac Test.scala
Test.scala:6: error: not a compile-time constant
      final val notConst = ensureConstant(scala.util.Random.nextInt())
                                         ^
one error found

Answer 2

我想即使使用宏也是不可能的：

import scala.reflect.macros.Context
import scala.language.experimental.macros

def showMacroImpl(c: Context)(annottees: c.Expr[Any]*): c.Expr[Any] = {
  import c.universe._

  val inputs = annottees.map(_.tree).toList

  println(inputs.map{showRaw(_)})

  c.Expr[Any](Block(inputs, Literal(Constant(()))))
}


import scala.annotation.StaticAnnotation
class showMacro extends StaticAnnotation {
  def macroTransform(annottees: Any*) = macro showMacroImpl
}

object Test {
  @showMacro final val i = 1+1
  @showMacro final val j = util.Random.nextInt()
  @showMacro final val k = Int.MaxValue / 2
}
// List(ValDef(Modifiers(FINAL), newTermName("i"), TypeTree(), Apply(Select(Literal(Constant(1)), newTermName("$plus")), List(Literal(Constant(1))))))
// List(ValDef(Modifiers(FINAL), newTermName("j"), TypeTree(), Apply(Select(Select(Ident(newTermName("util")), newTermName("Random")), newTermName("nextInt")), List())))
// List(ValDef(Modifiers(FINAL), newTermName("k"), TypeTree(), Apply(Select(Select(Ident(newTermName("Int")), newTermName("MaxValue")), newTermName("$div")), List(Literal(Constant(2))))))

这里i 、 j和k之间没有区别。

即使使用scalac -Xprint:cleanup test.scala你也不会得到任何信息：

final <stable> <accessor> def i(): Int = 2;
final <stable> <accessor> def j(): Int = Test.this.j;
final <stable> <accessor> def k(): Int = 1073741823;

您只能从.icode文件（ scalac -Xprint:all test.scala; cat Test\\$.icode ）中获取此信息：

def i(): Int(2) {
locals:
startBlock: 1
blocks: [1]

1:
  2   CONSTANT(2)
  2   RETURN(INT)

}

def k(): Int(1073741823) {
locals: 
startBlock: 1
blocks: [1]

1: 
  4   CONSTANT(1073741823)
  4   RETURN(INT)

}

或者来自 java 字节码（ javap -c Test\\$.class ）：

public final int i();
  Code:
     0: iconst_2      
     1: ireturn       

public final int k();
  Code:
     0: ldc           #21                 // int 1073741823
     2: ireturn       

Answer 3

您将问题表述为关于确定值是否在参考点处内联扩展，但似乎您实际上正在寻找一种方法来保证它。 那是对的吗？

如果您将其设置为针对内联扩展 ( @inline ) 进行注释的def ，您可能会得到您想要的。

@inline def TwentyTwo = 22