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Macros (매크로)

매 한 줄

"매 컴파일 타임에 코드를 쓴다". 매크로는 텍스트/AST 단위로 코드를 생성하는 메타프로그래밍이며, hygiene/표현력에 따라 C 텍스트 치환 → Rust AST → Lisp의 동형성으로 진화한다.

매 핵심

매 분류

• Text-level: C/C++ 전처리기 — 토큰 치환, hygiene 없음.
• AST-level (declarative): Rust macro_rules!, Scheme syntax-rules — 패턴 매칭.
• AST-level (procedural): Rust proc-macro, OCaml ppx — 임의 컴파일타임 코드.
• Homoiconic: Lisp/Clojure — 코드 = 데이터, defmacro로 자유 변환.
• Reflection / templates: C++ template, Zig comptime — 매크로 인접.

매 핵심 속성

1. Hygiene: 매크로 안의 식별자가 호출처 스코프와 충돌하지 않음.
2. Phase: 컴파일타임 vs 런타임.
3. Expressiveness: 단순 치환부터 임의 컴파일러 코드까지.
4. Tooling: rust-analyzer/clangd가 macro expansion 지원.
5. Cost: 컴파일 시간 / 디버깅 난이도 trade-off.

💻 패턴

Pattern 1 — Rust macro_rules! (declarative)

macro_rules! vec_of {
    ($($x:expr),*) => {{
        let mut v = Vec::new();
        $( v.push($x); )*
        v
    }};
}
let v = vec_of![1, 2, 3];

Pattern 2 — Rust derive (proc-macro)

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
struct User { id: u64, name: String }
// serde_derive가 컴파일타임에 impl Serialize 생성

Pattern 3 — Rust attribute proc-macro

#[tokio::main]
async fn main() { ... }
// 함수 본체를 async runtime 부트스트랩으로 변환

Pattern 4 — Lisp defmacro

(defmacro unless (cond &body body)
  `(if (not ,cond) (progn ,@body)))
(unless (zerop x) (print "non-zero"))

Pattern 5 — C 매크로 (주의)

#define MAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))   // 괄호 필수
#define SQUARE(x) ((x)*(x))
// MAX(i++, j++) → 부작용 두 번 평가 — 함정

Pattern 6 — Zig comptime (현대 대안)

fn maxOf(comptime T: type, a: T, b: T) T {
    return if (a > b) a else b;
}
// 매크로 없이 타입 매개변수화

Pattern 7 — Rust quote! (proc-macro 작성)

use quote::quote;
let expanded = quote! {
    impl #name { fn id(&self) -> u64 { self.id } }
};
TokenStream::from(expanded)

매 결정 기준

상황	도구
반복 boilerplate	macro_rules! 또는 derive
복잡 코드 생성 (DSL, ORM)	proc-macro
단순 상수 / 헤더 가드	const / module (매크로 X)
C에서 inline 강제	static inline (매크로보다 안전)
코드 = 데이터 변형	Lisp/Clojure
컴파일타임 일반화	Zig comptime, C++ constexpr/templates

기본값: Rust → 가능하면 함수/제네릭, 그 다음 declarative macro, 마지막 proc-macro.

🔗 Graph

• 부모: Metaprogramming
• 변형: Procedural-Macros
• 응용: Code-Generation
• Adjacent: Reflection

🤖 LLM 활용

언제:

• macro_rules! 패턴 작성.
• proc-macro skeleton (syn/quote 보일러).
• C 매크로 함정 감사.

언제 X:

• 매크로 디버깅 (실제 expansion 확인 필요).
• 매우 복잡한 DSL 설계 (테스트 필수).

❌ 안티패턴

• 함수로 충분한데 매크로 사용 (디버깅 지옥).
• C 매크로에서 인자 괄호 누락.
• 부작용 있는 인자를 매크로에 넘김 (MAX(i++, j)).
• proc-macro 컴파일 시간 폭증 무시.
• Hygiene 가정 (C는 없음, Rust/Scheme은 있음).
• 매크로로 타입 검사 우회.

🧪 검증 / 중복

• Verified. Rust 1.83/2024 edition 기준. 신뢰도 A.

🕓 Changelog

날짜	변경
2026-05-08	Phase 1
2026-05-10	Manual cleanup