metaprogrammeerimine

Metaprogrammeerimine on programmeerimise tehnika, kus programm kirjutab või muundab teisi programme või nende koodi. Selle eesmärk on luua kõrgem-tase abstraktsioonid ja vähendada käsitsi kirjutatava koodi mahtu, genereerides või kohandades koodi automaatselt.

Metaprogrammeerimine jaguneb peamiselt kaheks: compile-time ehk enne käivitamist toimuv koodi genereerimine, ning runtime ehk käivituse ajal toimuv kohandamine või koodi loomine. Compile-time meetodid võimaldavad arvutus- või koodigeneratsiooni teha siis, kui programm kogutakse või tõlgitakse. Runtime meetodid kasutavad näiteks refleksiooni, dünaamilist koodigeneratsiooni või proxies, et muuta programm käivituse ajal.

Tehnikad hõlmavad makrosid, šabloonõppe- või template-põhist metaprogrammeerimist, refleksiooni ning dünaamilist koodigeneratsiooni, samuti domeeni-spetsiifiliste keelade (DSL-de) loomist. Keeled ja tööriistad erinevad selle poolest, kas nad soodustavad compile-time või runtime lahendusi: Lisp ja Clojure on tuntud makrode poolest; C++, D ja Rust kasutavad template- või makro-lahendusi; Java, C# ning Python pakuvad refleksiooni ja dünaamilist käivitamist.

Kasutusalad hõlmavad API-de või konfiguratsioonide automaatset genereerimist, kohandatut raamistiku või kitide loomist ning korduva koodi vähendamist, mis suurendab arendustegevuse efektiivsust. Samas kaasnevad väljakutsed: metaprogrammeerimine võib suurendada koodi keerukust, raskendada loetavust ja debuggimist, suurendada kompileerimise aega ning tekitada sõltuvusi konkreetsetest tööriistadest.