Macro-définition

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En programmation informatique, une macro-définition ou simplement macro est l'association d'un texte de remplacement à un identificateur, tel que l'identificateur est remplacé par le texte dans tout usage ultérieur. Le plus souvent, on permet également le passage de paramètres syntaxiques. L'usage d'une macro comme instruction est souvent appelée macro-instruction et l'opération de remplacement d'une macro-instruction par sa définition la macro-expansion. Les macros sont donc un moyen de faire de la métaprogrammation.

Macros en programmation[modifier | modifier le code]

Par substitutions de chaînes de caractères[modifier | modifier le code]

Ainsi, par exemple, en langage C, define introduit une macro-définition. On pourra par exemple introduire la valeur absolue comme une macro-instruction : #define abs(x) ((x) < 0 ? - (x) : (x)). Cela signifie qu'à chaque fois que le programme contiendra une construction de la forme abs(x)x est une expression quelconque, cette construction sera étendue comme ((x) < 0 ? - (x) : (x)).

Sur cet exemple, on observe l'un des dangers liés à des macro-définitions fondées sur des substitutions de chaînes de caractères : on ne vérifie absolument pas que x a un type arithmétique au moment de l'appel de la macro, et l'utilisateur ne se rendra compte d'éventuels problèmes que lors de compilation du code étendu, avec un message d'erreur faisant référence au code après expansion. Par ailleurs, si l'évaluation de x est coûteuse ou provoque des effets de bords, des problèmes se poseront puisque x sera évalué plusieurs fois.

Par transformation source à source[modifier | modifier le code]

Dans la famille Lisp[modifier | modifier le code]

Le langage Lisp permet de puissantes définitions de macros, avec manipulation de la syntaxe abstraite du code en paramètre par un programme Lisp. À la différence d'un appel de fonction qui retourne une valeur lors de l'exécution, un appel de macro est remplacé par l'arbre syntaxique abstrait retourné par la macro, souvent lors de la compilation (mais pas uniquement), ce qui permet de faire exécuter du code au compilateur : c'est de la métaprogrammation.

Les langages Common Lisp (CL), Scheme et Dylan ont un système de macros de ce type. Dans le cas de CL et Scheme, qui sont constitués de s-expressions, l'écriture des macros est naturelle car le code source manipulé est déjà sous la forme d'un arbre de syntaxe (c'est tout l'intérêt de cette représentation du code). Dans le cas de Dylan, la syntaxe concrète du langage, irrégulière à la façon de Haskell — dont elle s'inspire — complique la tâche du programmeur de macros à cause de l'écart entre l'apparence du code et sa structure syntaxique abstraite.

Primitives[modifier | modifier le code]

La primitive defmacro (dans CL) prend en entrée un ensemble de s-expressions non évaluées et renvoie en sortie une transformation syntaxique de ces expressions (une nouvelle s-expression). Il est possible de réaliser toutes sortes de vérifications statiques et de garantir la correction du code produit. Ce système est infiniment plus robuste que les substitutions de chaînes de caractères. Les macros de CL peuvent souffrir de la capture de variable accidentelle liée à l'utilisation dans une macro d'un symbole qui existe déjà dans l'environnement d'expansion de la macro.

Scheme a les primitives defmacro (identique à ce qui existe dans CL), syntax-rules et define-syntax qui sont plus complexes, plus difficiles à utiliser également mais qui présentent, selon ses défenseurs, l'avantage d'éviter systématiquement la capture non intentionnelle de variable : on l'appelle un système de macros hygiénique.

Types de macros[modifier | modifier le code]

Il existe différents types de macros en Lisp, nous examinons spécifiquement les macros de CL :

  • macros-fonctions (transformation de source à source) ;
  • macros de lecteur (en anglais : READER MACROS) qui permettent de modifier la table de lecture de la fonction READ (le parseur CL standard), par exemple pour lire et interpréter des syntaxes différentes des s-expressions ;
  • macros de compilateur (en anglais : COMPILER MACROS) qui permettent de spécifier le code d'une fonction pour des valeurs (ou domaines) particulières des paramètres.

Macros dans certains logiciels[modifier | modifier le code]

Certains logiciels, ou environnements, permettent d'associer des suites d'instructions complexes à des touches clavier on parle alors de macros clavier.

Certains logiciels, tels que ceux contenus dans les suites bureautiques Microsoft Office, LibreOffice, Apache OpenOffice, StarOffice, contiennent des petits langages de programmation (Visual Basic for Applications - VBA ou Basic) permettant de commander les fonctionnalités des logiciels. On appelle ces programmes, dans ce genre de langages, des macros.