前端实现neo4j的功能（Djinn一个受Jinja2）

前端实现neo4j的功能（Djinn一个受Jinja2）x f(x) [: import std.mathspecial; foreach (x; iota(-1.0 1.0 0.1)) :] [= "%0.1f %g" x normalDistribution(x) ] 一个 [=和]对可以包含多个用逗号分隔的表达式。如果第一个表达式是一个由双引号包裹的字符串，则会被解释为格式化字符串。下面是输出结果：好的，现在来讲一些更实用的东西：生成 CSV 数据。Hello [= retro("dlrow") ]! [: enum one = 1; :] 1 1 = [= one one ] [= some_expression ]类似于 Jinja2 中的{{ some_expression }}，它在输出中呈现一个值。[: some_statement; :]类似于{% some_statement %}，用于执行完整的代码语句。我

代码生成器是非常有用的工具。我有时使用 Jinja2的命令行版本来生成高度冗余的配置文件和其他文本文件，但它在转换数据方面功能有限。显然，Jinja2 的作者有不同的想法，而我想要类似于 列表推导list comprehensions 或 D 语言的 可组合范围composable range 算法之类的东西。

我决定制作一个类似于 Jinja2 的工具，但让我可以通过使用范围算法转换数据来生成复杂的文件。这个想法非常简单：一个直接用 D 语言代码重写的模板语言。因为它 就是D 语言，它可以支持 D 语言所能做的一切。我想要一个独立的代码生成器，但是由于D 语言的 mixin特性，同样的模板语言可以作为嵌入式模板语言工作（例如，Web 应用程序中的 HTML）。有关该技巧的更多信息，请参阅这篇关于在编译时使用 mixins 将 Brainfuck 转换为 D 和机器代码的文章。

像往常一样，源码在 GitLab 上。这篇文章中的例子也可以在这里找到。

Hello world 示例

这是一个演示这个想法的例子：

Hello [= retro("dlrow") ]! [: enum one = 1; :] 1 1 = [= one one ]

[= some_expression ]类似于 Jinja2 中的{{ some_expression }}，它在输出中呈现一个值。[: some_statement; :]类似于{% some_statement %}，用于执行完整的代码语句。我更改了语法，因为 D 也大量使用花括号，并且将两者混合使模板难以阅读（还有一些特殊的非 D 指令，比如include，它们被包裹在[ 和 >]中）。

如果你将上面的内容保存到一个名为 hello.txt.dj的文件中并运行djinn命令行工具，你会得到一个名为hello.txt的文件，其中包含你可能猜到的内容：

Hello world! 1 1 = 2

如果你使用过 Jinja2，你可能想知道第二行发生了什么。Djinn 有一个简化格式化和空格处理的特殊规则：如果源代码行包含 [:语句或[ 指令但不包含任何非空格输出，则整行都会被忽略输出。空行则仍会原样呈现。

生成数据

好的，现在来讲一些更实用的东西：生成 CSV 数据。

x f(x) [: import std.mathspecial; foreach (x; iota(-1.0 1.0 0.1)) :] [= "%0.1f %g" x normalDistribution(x) ]

一个 [=和]对可以包含多个用逗号分隔的表达式。如果第一个表达式是一个由双引号包裹的字符串，则会被解释为格式化字符串。下面是输出结果：

x f(x) -1.0 0.158655 -0.9 0.18406 -0.8 0.211855 -0.7 0.241964 -0.6 0.274253 -0.5 0.308538 -0.4 0.344578 -0.3 0.382089 -0.2 0.42074 -0.1 0.460172 0.0 0.5 0.1 0.539828 0.2 0.57926 0.3 0.617911 0.4 0.655422 0.5 0.691462 0.6 0.725747 0.7 0.758036 0.8 0.788145 0.9 0.81594

制作图片

这个例子展示了一个图片的生成过程。经典的 Netpbm 图像库定义了一堆图像格式，其中一些是基于文本的。例如，这是一个 3 x 3 向量的图像：

P2 # PGM 格式标识 3 3 # 宽和高 7 # 代表纯白色的值（0 代表黑色） 7 0 7 0 0 0 7 0 7

你可以将上述文本保存到名为 cross.pgm之类的文件中，很多图像工具都知道如何解析它。下面是一些 Djinn 代码，它以相同的格式生成Mandelbrot 集分形：

[: import std.complex; enum W = 640; enum H = 480; enum kMaxIter = 20; ubyte mb(uint x uint y) { const c = complex(3.0 * (x - W / 1.5) / W 2.0 * (y - H / 2.0) / H); auto z = complex(0.0); ubyte ret = kMaxIter; while (abs(z) mb(x y)) ]

生成的文件大约为 800 kB，但它可以很好地被压缩为 PNG：

$ # 使用 GraphicsMagick 进行转换 $ gm convert mandelbrot.pgm mandelbrot.png

结果如下：

解决谜题

这里有一个谜题：

一个 5 行 5 列的网格需要用 1 到 5 的数字填充，每个数字在每一行中限使用一次，在每列中限使用一次（即，制作一个 5 行 5 列的拉丁方格Latin square）。相邻单元格中的数字还必须满足所有 >大于号表示的不等式。

几个月前我使用了 线性规划linear programming（LP）。线性规划问题是具有线性约束的连续变量系统。这次我将使用混合整数线性规划mixed integer linear programming（MILP），它通过允许整数约束变量来归纳 LP。事实证明，这足以成为 NP 完备的，而 MILP 恰好可以很好地模拟这个谜题。

在上一篇文章中，我使用 Julia 库 JuMP 来帮助解决这个问题。这次我将使用 CPLEX：基于文本的格式，它受到多个 LP 和 MILP 求解器的支持（如果需要，可以通过现成的工具轻松转换为其他格式）。这是上一篇文章中 CPLEX 格式的 LP：

Minimize obj: v Subject To ptotal: pr pp ps = 1 rock: 4 ps - 5 pp - v

CPLEX 格式易于阅读，但复杂度高的问题需要大量变量和约束来建模，这使得手工编码既痛苦又容易出错。有一些特定领域的语言，例如 ZIMPL，用于以高级方式描述 MILP 和 LP。对于许多问题来说，它们非常酷，但最终它们不如具有良好库（如 JuMP）支持的通用语言或使用 D 语言的代码生成器那样富有表现力。

我将使用两组变量来模拟这个谜题：v_{r c}和i_{r c v}。v_{r c}将保存 r 行 c 列单元格的值（从 1 到 5）。i_{r c v}是一个二进制指示器，如果 r 行 c 列的单元格的值是 v，则该指示器值为 1，否则为 0。这两组变量是网格的冗余表示，但第一种表示更容易对不等式约束进行建模，而第二种表示更容易对唯一性约束进行建模。我只需要添加一些额外的约束来强制这两个表示是一致的。但首先，让我们从每个单元格必须只有一个值的基本约束开始。从数学上讲，这意味着给定行和列的所有指示器都必须为 0，但只有一个值为 1 的例外。这可以通过以下等式强制约束：

[i_{r c 1} i_{r c 2} i_{r c 3} i_{r c 4} i_{r c 5} = 1]

可以使用以下 Djinn 代码生成对所有行和列的 CPLEX 约束：

\ 单元格只有一个值 [: foreach (r; iota(N)) foreach (c; iota(N)) :] [= "%-(%s %)" vs.map!(v => ivar(r c v)) ] = 1 [::]

ivar是一个辅助函数，它为我们提供变量名为i的字符串标识符，而vs存储从 1 到 5 的数字以方便使用。行和列内唯一性的约束完全相同，但在i的其他两个维度上迭代。

为了使变量组 i与变量组v保持一致，我们需要如下约束（请记住，变量组i中只有一个元素的值是非零的）：

[i_{r c 1} 2i_{r c 2} 3i_{r c 3} 4i_{r c 4} 5i_{r c 5} = v_{r c}]

CPLEX 要求所有变量都位于左侧，因此 Djinn 代码如下所示：

\ 连接变量组 i 和变量组 v [: foreach (r; iota(N)) foreach (c; iota(N)) :] [= "%-(%s %)" vs.map!(v => text(v ' ' ivar(r c v))) ] - [= vvar(r c) ] = 0 [::]

不等符号相邻的和左下角值为为 4 单元格的约束写起来都很简单。剩下的便是将指示器变量声明为二进制，并为变量组 v设置边界。加上变量的边界，总共有 150 个变量和 111 个约束你可以在仓库中看到完整的代码。

GNU 线性规划工具集有一个命令行工具可以解决这个 CPLEX MILP。不幸的是，它的输出是一个包含了所有内容的体积很大的转储，所以我使用 awk 命令来提取需要的内容：

$ time glpsol --lp inequality.lp -o /dev/stdout | awk '/v[0-9][0-9]/ { print $2 $4 }' | sort v00 1 v01 3 v02 2 v03 5 v04 4 v10 2 v11 5 v12 4 v13 1 v14 3 v20 3 v21 1 v22 5 v23 4 v24 2 v30 5 v31 4 v32 3 v33 2 v34 1 v40 4 v41 2 v42 1 v43 3 v44 5 real 0m0.114s user 0m0.106s sys 0m0.005s

这是在原始网格中写出的解决方案：

这些例子只是用来玩的，但我相信你已经明白了。顺便说一下，Djinn 代码仓库的 README.md文件本身是使用 Djinn 模板生成的。

正如我所说，Djinn 也可以用作嵌入在 D 语言代码中的编译期模板语言。我最初只是想要一个代码生成器，得益于 D 语言的元编程功能，这算是一个额外获得的功能。

via: https://theartofmachinery.com/2021/01/01/djinn.html

作者：Simon Arneaud选题：lujun9972译者：hanszhao80校对：wxy

本文由 LCTT原创编译，Linux中国荣誉推出