Was ist Metaprogrammierung?
Metaprogrammierung ist der Prozess des Schreibens von Computerprogrammen, die wiederum andere Programme schreiben. Der Metaprogrammierungsprozess bietet Computerprogrammierern eine größere Flexibilität, da die normalerweise während der Laufzeit geleistete Arbeit dem Kompilierungszeitraum zugeordnet wird. Dieser Vorgang spart dem Programmierer Zeit, sich auf andere Aufgaben zu konzentrieren, da weniger Zeit für das manuelle Schreiben des Programmcodes aufgewendet werden muss. Eine Neukompilierung ist nicht erforderlich, da durch die Metaprogrammierung Programme effizienter auf neue Situationen reagieren können. "Metasprache" ist der Begriff für die Computersprache, die das Metaprogramm verwendet.
Objektsprache ist die Computersprache derjenigen Programme, die durch den Meta-Programmierprozess geschrieben wurden. Reflexivität ist eine Bezeichnung für Metasprache, die auch eine Metaprogrammierung bewirken kann. Metaprogrammierung funktioniert auf verschiedene Arten. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Anwendungsprogrammierschnittstelle dem Programmcode den Zugriff auf die Innenseiten der Runtime-Engine ermöglicht.
Eine weitere Möglichkeit zur Metaprogrammierung besteht darin, dass Programme andere Programme während des dynamischen Ausführungsprozesses schreiben können. In diesem Fall werden Zeichenfolgenausdrücke verwendet. Obwohl in diesen beiden Prozessen dieselbe Sprache verwendet werden kann, ist es nicht ungewöhnlich, dass die Sprachen einen Prozess dem anderen vorziehen.
Metaprogrammierung funktioniert auch durch Umgehen der Sprache. Es ermöglicht die Änderung von Sprachen durch Programmtransformationssysteme. Dieses Verfahren gibt der Metaprogrammierung die Freiheit, Sprachen zu verwenden, auch wenn die Sprache keine Metaprogrammierungsmerkmale verwendet.
Für die Metaprogrammierung wird kein Quellcode benötigt. Dies kann durch eine inkrementelle Kompilierung oder durch zur Laufzeit änderbare Programme erfolgen. Die Computersprache Lisp ist die bevorzugte Sprache für den Metaprogrammierungsprozess. Dies liegt an der Einfachheit dieser Art von Computersprache sowie an ihrer Leistungsfähigkeit.
Metaprogrammierung, die die Lisp-Sprache verwendet, ermöglicht im Gegensatz zur Laufzeit die Auswertung von Code während des Zeitraums der Programmdefinition. Dieser Prozess macht die Metaprogrammiersprache und die Host-Programmiersprache gleich. In diesem Fall können diese Lisp-Routinen für den Metaprogrammierungsprozess wiederverwendet werden.
Andere Sprachen haben genau diesen Prozess mit der Integration eines Programminterpreters verwendet. Dieser Interpreter arbeitet mit den Daten im Programm. Domänenspezifische Programmiersprachen in der Metaprogrammierung sind eine weitere Form, mit der Parser und lexikalische Analysatoren erstellt werden. Diese ermöglichen dem Benutzer, reguläre Ausdrücke zum Definieren der Sprache zu verwenden.