เมทาโปรแกรมมิง

เมทาโปรแกรมมิง (อังกฤษ: metaprogramming) คือเทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะทำงานโดยเขียนหรือจัดการโปรแกรมอื่น (หรือโปรแกรมของตัวเอง) เสมือนข้อมูลของโปรแกรม หรือสร้างงานบางส่วนขณะแปลโปรแกรมแล้วเติมเต็มงานที่เหลือขณะโปรแกรมทำงาน ในหลายกรณี เมทาโปรแกรมมิงช่วยให้โปรแกรมเมอร์สามารถประหยัดเวลาในการเขียนรหัสต้นฉบับที่เหมือนๆ กันจำนวนมากแทนที่จะเขียนทั้งหมดเองด้วยมือ อาจเรียกได้ว่าเป็นการทำงานแบบ "โปรแกรมที่เขียนโปรแกรม"

ภาษาที่ใช้เขียน เมทาโปรแกรม (metaprogram) จะถูกเรียกว่าอภิภาษา (metalanguage) และภาษาที่ถูกโปรแกรมจัดการจะเรียกว่าภาษาจุดหมาย (object language) ความสามารถของภาษาที่เป็นอภิภาษาภายในภาษาเดียวกันได้ เรียกว่าสมบัติสะท้อนของภาษาโปรแกรม (reflection/reflexivity) ซึ่งสมบัติสะท้อนเป็นคุณลักษณะหนึ่งของภาษาที่จะนำไปสู่เมทาโปรแกรมมิงได้สะดวกยิ่งขึ้น

เมทาโปรแกรมมิงมักจะมีแนวทางการเขียนหนึ่งในสองทาง ทางแรกคือการเปิดเผยโครงสร้างภายในของเอนจินขณะทำงานไปเป็นรหัสต้นฉบับผ่านทางเอพีไอ ทางที่สองคือการจัดการนิพจน์สตริงที่รวมคำสั่งไปเป็นรหัสต้นฉบับแบบพลวัต

ตัวอย่าง

ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นเมทาโปรแกรมที่เขียนขึ้นใน bash

#!/bin/bash
# metaprogram
echo '#!/bin/bash' >program
for ((I=1; I<=992; I++)) do
    echo "echo $I" >>program
done
chmod +x program

สคริปต์ (หรือโปรแกรม) ข้างต้นจะสร้างสคริปต์ขึ้นมาใหม่จำนวน 993 บรรทัด เก็บไว้ในแฟ้มชื่อ "program" ซึ่งจะทำงานเป็นการพิมพ์ค่า 1 ถึง 992 ออกมา นี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของการใช้รหัสเพื่อเขียนรหัสจำนวนมาก ไม่ใช่แนวทางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการพิมพ์รายชื่อจำนวน ถึงอย่างไรก็ตาม โปรแกรมเมอร์สามารถเขียนและสั่งให้เมทาโปรแกรมทำงาน และจะได้รหัสต้นฉบับเป็นจำนวนหลายพันบรรทัดภายในไม่กี่นาที

ถ้าหากโปรแกรมสามารถถูกปรับแต่งในขณะทำงานได้ (เช่น ภาษาลิสป์ ภาษาไพทอน ภาษาสมอลล์ทอล์ก ภาษารูบี ภาษาพีเอชพี ภาษาเพิร์ล และจาวาสคริปต์) เทคนิคเมทาโปรแกรมมิงจะสามารถทำงานได้ทันทีโดยไม่ต้องสร้างรหัสต้นฉบับด้วยซ้ำไป แต่ก็ไม่ใช่ว่าทุกภาษาจะทำเช่นนี้ได้

ตัวอย่างหนึ่งของเครื่องมือเมทาโปรแกรมมิงที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดก็คือคอมไพเลอร์ (compiler) ซึ่งช่วยให้โปรแกรมเมอร์เขียนโปรแกรมขนาดเล็กได้จากภาษาโปรแกรมระดับสูง เพื่อเขียนโปรแกรมภาษาเครื่องหรือภาษาแอสเซมบลีที่เทียบเท่ากัน คอมไพเลอร์จึงกลายเป็นเครื่องมือพื้นฐานสำหรับการเขียนโปรแกรม เนื่องจากการเขียนภาษาเครื่องลงไปโดยตรงนั้นไม่มีประสิทธิภาพเมื่อนำมาใช้งานจริง

อีกตัวอย่างหนึ่งของเครื่องมือเมทาโปรแกรมมิงก็คือ lex และ yacc ซึ่งเครื่องมือสองอย่างนี้ใช้สำหรับสร้างตัววิเคราะห์ศัพท์ (lexical analyzer) และตัวแจงส่วนของศัพท์ (lexical parser) สำหรับ yacc นั้นอาจเรียกได้ว่าเป็น "คอมไพเลอร์ของคอมไพเลอร์" คือเครื่องมือที่ใช้สำหรับสร้างเครื่องมือแปลภาษาระดับสูงให้เป็นภาษาเครื่อง

ดูเพิ่ม

• การเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ (automatic/generative programming)
• การเขียนโปรแกรมเชิงภาษา (language-oriented programming)
• รหัสดัดแปรตัวเอง (self-modifying code)