解读

国内大厂面试中，这道题常被用来区分“只会写 macro_rules!”与“真正理解宏展开机制”的候选人。
面试官真正想听的是：

1. 宏展开后，编译器诊断信息（panic、warn、error）如何定位回用户写的宏调用处，而不是指向宏定义内部；
2. 你自己写的宏如果想生成包含文件、行号、列号的代码，应该显式使用编译器提供的内置宏；
3. 对于 proc-macro（派生/属性/函数式），还要知道 Span 这一核心概念，并能在 quote! 里正确“贴”回去。

答不到“Span”基本会被判定为“仅停留在声明宏层面”，在评级里会被降档。

知识点

1. 内置宏
   file!() line!() column!() module_path!() 在宏调用处求值，展开后字面量直接嵌入，零成本。
2. core::panic! 系列宏的秘密
   它们把上述四个内置宏拼成 PanicInfo，因此 panic 信息总能回到用户源码位置。
3. std::panic::Location
#[track_caller] 属性让函数拿到调用者位置，原理与内置宏相同，但适用于普通函数。
4. proc-macro 的 Span
   proc_macro::TokenStream 中每个 TokenTree 都带 Span，代表它在用户源码中的坐标。
   • quote::quote_spanned!(span=> …) 可把生成代码的“报错坐标”钉回给定位置；
   • Span::call_site() 表示宏调用处；
   • Span::mixed() 在 Rust 1.45 后用于更精细的列信息。
5. syn::parse_macro_input! 与 proc_macro2
   做派生宏时，先把 proc_macro::TokenStream 转成 proc_macro2::TokenStream，再取 Span，最后 quote_spanned! 贴回去，即可让 clippy/rustc 的提示精确到字段名。

答案

“function-like 宏”分两种场景：声明宏（macro_rules!）与过程宏（proc-macro）。

1. 声明宏
   直接在宏体里插入 file!() line!() column!()，它们在调用点求值，因此生成代码里自带调用位置的字面量。例如：

   macro_rules! here {
       () => { concat!(file!(), ":", line!(), ":", column!()) };
   }
   

   调用 here!() 展开后即为 "src/main.rs:7:20"，后续 panic!、println! 均可使用。

2. 过程宏（函数式）
   入口函数拿到的是 proc_macro::TokenStream，每个 token 都带 Span。
   步骤：
   a. 用 syn::parse_macro_input!(input as syn::Expr) 解析；
   b. 取调用位置 let span = input.span();；
   c. 生成代码时用 quote::quote_spanned!(span=> …)，把生成节点的 Span 设成与原 token 一致；
   d. 若需要显式文件行号，可在生成代码里再插入 file!() 等，但诊断信息已能精确定位到宏调用处。

一句话总结：声明宏靠内置宏在调用点求值，过程宏靠保留 Token 的 Span 并回贴到生成节点，两者都能让编译器把错误坐标指向用户源码而非宏定义。

拓展思考

1. 混合场景
   在声明宏里再调用过程宏，位置信息会不会断？
   答：不会。声明宏展开后生成新的 TokenStream 传给过程宏，过程宏仍能得到正确的 Span::call_site()。
2. #[track_caller] 与 const 泛型
   在 const 上下文目前仍不能用 #[track_caller]，此时若想在 const fn 里记录位置，只能把 file!() 等当常量字符串传进去，这是目前语言边界。
3. 错误消息美化
   自己写派生宏时，可额外生成 compile_error!(concat!(…)) 并手动指定 Span，让错误提示像官方宏一样带颜色、可点击跳转，在 CI 日志里极大提升排查效率。