元 (meta-) 是什么？

很難用一個(gè)中文的詞匯來概括英文中 meta- 詞綴的含義。如果我們?nèi)フ疫@個(gè)詞綴詞語的翻譯的話，也很難找到究竟是什么時(shí)候，開始將這一類詞翻譯成「元XX」的。但我們可以看到的是，這一類詞通常都很難翻譯，比如說 physics 物理，metaphysics 形而上學(xué)；morphological 形態(tài)的 metamorphosis 質(zhì)變。

對于這個(gè)詞，我認(rèn)為有個(gè)非常有趣的英語翻譯，是捷克小說家卡夫卡的著名小說《Die Verwandlung》（變形記）的英語翻譯《The Metamorphosis》。因?yàn)榈抡Z Verwandlung 本身更接近于 change, transformation 的意思，而 metamorphosis 更突出了變化的徹底性，更體現(xiàn)了主人公格里高爾變成跳蚤之后個(gè)人、家人、社會(huì)對他的全面變化。

meta- 這個(gè)詞綴更類似于關(guān)于 x 的 x 的這么一種感覺。比如 metaphysics 在討論的是事物原理本身的原理，metamorphosis 討論的是變化導(dǎo)致的根本變化。meta- 這個(gè)詞綴源于希臘語前綴 μετ?，意思是 “之后”、“之外”、“之上”、“之間”。中國大陸一般將這個(gè)詞綴的詞翻譯成「元」，而臺(tái)灣地區(qū)通常翻譯成「後設(shè)」或「超」。

在討論元編程之前，我們不如先討論一下，元概念是如何被用于其它創(chuàng)作性工作的，這樣我們可以更好理解元編程，以及如何將元編程用于編程工作之中。

將元用于文學(xué)性創(chuàng)作

塞萬提斯的《堂吉訶德》通常被認(rèn)為是最早的元小說之一。故事發(fā)生在已經(jīng)沒有騎士的年代，主角堂吉訶德幻想自己是一個(gè)騎士。這種在小說作品中創(chuàng)作的形式就可以被認(rèn)為是元小說。更嚴(yán)格的元小說通常是故事中的作家創(chuàng)造另一個(gè)故事或故事中的讀者閱讀一本書，比如《蘇菲的世界》。

現(xiàn)代和后現(xiàn)代時(shí)期的元小說產(chǎn)生的一大特點(diǎn)是，故事主角對自己是故事的一部分這樣的概念具有意識(shí)。這一類作品的特點(diǎn)也很大影響了其它類型作品，包括元電影和元游戲。

可交互性更是使得這種自我意識(shí)覺醒題材的元?jiǎng)?chuàng)作有了更多的創(chuàng)作型。比如著名獨(dú)立游戲《史丹利的寓言》(The Stanley Parable) 就以玩家與旁白之間的聽從與對抗作為手段，試圖討論游戲本質(zhì)和玩家自我意識(shí)的概念。

將元用于理學(xué)性創(chuàng)作

如果說當(dāng)你將元用于文學(xué)性創(chuàng)作時(shí)，你是有意識(shí)地進(jìn)行著元?jiǎng)?chuàng)作；當(dāng)你將元用于理學(xué)性/科學(xué)性的創(chuàng)作的時(shí)候，你通常是無意識(shí)的。就好像相聲中的傳統(tǒng)段子《捧逗爭哏》，就可以稱之為元相聲，只不過是沒有人這么叫而已。

大學(xué)數(shù)學(xué)中有一門有關(guān)形式語言的課程叫范疇論。其實(shí)就是用抽象的方法來處理數(shù)學(xué)概念也可以稱之為元數(shù)學(xué)。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，元概念的應(yīng)用其實(shí)極其普遍，以至于我們其實(shí)在日常開發(fā)中無數(shù)次使用過。

當(dāng)我們現(xiàn)在有一個(gè) HTTP 服務(wù)器，用戶訪問服務(wù)器通常都會(huì)返回一個(gè)網(wǎng)頁。但我們有時(shí)需要返回的是一個(gè)給用戶下載的文件，在這種情況下，瀏覽器需要不同的方式來處理這是個(gè)網(wǎng)頁還是文件。最常見的就是我們會(huì)通過 HTTP/1.1 的 Headers 中的 Content-Type 來定義瀏覽器應(yīng)該如何處理收到的數(shù)據(jù)。而這些 Headers 定義了數(shù)據(jù)本身，作為一種描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，我們就可以稱之為元數(shù)據(jù)。

當(dāng)你設(shè)計(jì)了一門編程語言，你需要為它實(shí)現(xiàn)一個(gè)編譯器。而編譯器的一開始，你需要做一個(gè)語法分析器 (parser)。由于一門編程語言的語法通常非常復(fù)雜，手動(dòng)定義其中的關(guān)系有時(shí)不那么方便，于是很多時(shí)候我們會(huì)有類似于 yacc 之類的編譯器編譯程序 (compiler-compiler) 來生成。通常這樣的程序會(huì)允許輸入一個(gè)巴科斯范式 (BNF) 作為語法定義，而巴科斯范式本身就可以被認(rèn)為是一種元編程，你在通過編程實(shí)現(xiàn)編程。

Ruby 元編程

我們通常把 Ruby 元編程單獨(dú)拿出來說是因?yàn)?Ruby 可以通過編程修改 Ruby 語言自己。事實(shí)上，有這種能力的不止 Ruby 本身。且不論 Lisp 的各類方言，當(dāng)年 C++ 模板元編程技術(shù)就夠大家喝一大壺。如果說 Ruby 元編程被 Rubyist 經(jīng)常單獨(dú)出來說的原因是，我們可以通過元編程，不僅僅是給語言「增加」能力，或者是在 Ruby 上開發(fā)一個(gè)「DSL」，更多的是依靠 Ruby 本身豐富的語法糖設(shè)計(jì)，帶來更好的編程范式和靈活性。

但 Ruby 元編程并非是一個(gè)有益而無害的東西，錯(cuò)誤地使用元編程會(huì)給代碼可讀性和程序性能帶來災(zāi)難性的后果。這一系列的文章將通過介紹 Ruby 元編程來達(dá)成以下目的：

• 介紹 Ruby 元編程方法
• 介紹 Ruby 元編程陷阱
• 介紹 Ruby 元編程原理
• 相關(guān)方法在 YARV 中實(shí)現(xiàn)的變化
• 認(rèn)為 Ruby 不再是魔法
• 能找到使用元編程技巧的正確場合
• 比較 Ruby 和其他語言的元編程實(shí)現(xiàn)

寫這些文章之前我反復(fù)讀了《Ruby 元編程》和《Ruby 原理剖析》這兩本書，結(jié)合我自己 Ruby 開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例，在這系列文章中，將會(huì)由淺入深地從方法介紹深入到實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，更系統(tǒng)地就元編程問題進(jìn)行討論。

本系列文章采取月更，連載長度約為十二個(gè)月，每個(gè)月的內(nèi)容大約 1500-3000 字之間。