根据百度百科的定义，元编程（Meta-Programming）是指某类程序编写或者操纵其他程序（或者自身）作为它们的数据，或者在运行时完成部分本应在编译时完成的工作。编写元程序的语言称之为元语言，被操作的语言称之为目标语言。一门语言同时也是自身的元语言的能力称之为反射。换句话说，具有元编程能力的语言，可以自己来编写自己，即Julia语言代码中可以包含Julia语言代码，这样可以在运行期间动态的执行一些业务逻辑，因此其功能非常强大。
下面将重点介绍一下Julia语言的元编程用法：
julia>e1=Meta.parse("2 * 3") :(2*3) julia>typeof(e1) Exprjulia>e1.head:calljulia>e1.args3-elementArray{Any,1}: :*23julia>dump(e1) Exprhead:Symbolcallargs:Array{Any}((3,)) 1: Symbol*2: Int6423: Int643julia>ex2=Expr(:call,:*,2,3) :(2*3) julia>e3= :(2*3) :(2*3) julia>e1==ex2truejulia>e1==e3truejulia>Meta.show_sexpr(e1) (:call, :*, 2, 3) julia>var_x= :x:xjulia>typeof(var_x) Symboljulia>var_y=Symbol("y") :yjulia>var_z=Symbol("var",'_',"z") :var_zjulia>typeof(e1) Exprjulia>exq=quotex=1y=3sin(x)+yendquote#=REPL[34]:2=#x=1#=REPL[34]:3=#y=3#=REPL[34]:4=#sin(x) +yendjulia>typeof(exq) Exprjulia>eval(exq) 3.8414709848078967julia>eval(:(2*3)) 6julia>x=22julia>ex= :($x+sin($x)) :(2+sin(2)) julia>eval(ex) 2.909297426825682julia>ex= :(xin$:((1,2,3))) :(xin (1, 2, 3)) julia>eval(ex) truejulia>args= [:x, :y, :m]; julia>ex= :(f(1, $(args...))) :(f(1, x, y, m)) julia>Meta.quot(Expr(:$, :(1+2))) :($(Expr(:quote, :($(Expr(:$, :(1+2))))))) julia>mq=Meta.quot(Expr(:$, :(1+2))) :($(Expr(:quote, :($(Expr(:$, :(1+2))))))) julia>eval(mq) 3julia>e=dump(Meta.parse(":x")) QuoteNodevalue:Symbolx
从上述代码示例中可知，Julia提供了一个Meta类，其中可以用 Meta.parse(str)来对一个字符串进行解析，并返回 :(2 * 3) , 这个返回的值有一个冒号，由于后面是一个表达式，用typeof(e1)返回Expr。而表达式e1有head属性和args属性，可以返回操作和参数信息。同样的， ex2 = Expr(:call,:*,2,3) 也可以用来定义一个表达式，而最简单的定义方式为 e3 = :(2*3) 。这三种方式定义的表达式是相同的，通过逻辑比较则是相同的。
另外，var_x = :x 也可以定义符号对象，即 Symbol ， 即typeof(var_x) 返回 Symbol 。而Symbol("var",'_',"z") 定义了一个:var_z的Symbol 。对于多行的表达式定义，可以通过quote ... end进行定义。而表达式可以通过 eval(exq)函数求值。
最后，表达式中还可以用符号$进行变量插值操作，即将变量替换成值。 如 x = 2 ， ex = :($x+sin($x)) 返回 :(2 + sin(2)) 。且定义中还支持语句，如 ex = :(x in $:((1,2,3))) ，由于x = 2 ，因此x是属于 (1,2,3) 内的，eval返回true 。
Julia还支持宏，宏用macro声明，调用时用@函数名进行调用:
julia>macrosayhello(name) return :( println("Hello, ", $name) ) end (macrowith1methods) julia>("julia") Hello, julia
元编程中也可以引用自定义的函数等，这将大大提高了灵活性：
julia>functionmyf(x,y) x+y+1endmyf (genericfunctionwith1method) julia>ex= :(myf(1,2)) :(myf(1, 2)) julia>eval(ex) 4julia>ex=Meta.parse("myf(1,2)+3") :(myf(1, 2) +3) julia>eval(ex) 7julia>A= [ 123 ; 456] 2×3Array{Int64,2}: 123456julia>A'3×2LinearAlgebra.Adjoint{Int64,Array{Int64,2}}: 142536julia>ex=Meta.parse("A= [ 1 2 3 ; 4 5 6]") :(A= [123; 456]) julia>eval(ex) 2×3Array{Int64,2}: 123456julia>ex=Meta.parse("A2= [ 1 2 3 ; 4 5 6]") :(A2= [123; 456]) julia>A2ERROR:UndefVarError:A2notdefinedjulia>eval(ex) 2×3Array{Int64,2}: 123456julia>A22×3Array{Int64,2}: 123456julia>ex=Meta.parse("A3 = A2'") :(A3=A2')julia>eval(ex) 3×2LinearAlgebra.Adjoint{Int64,Array{Int64,2}}: 142536julia>A33×2LinearAlgebra.Adjoint{Int64,Array{Int64,2}}: 142536julia>ex=Meta.parse("a=1;b=2;z=sin(a)*b") :($(Expr(:toplevel, :(a=1), :(b=2), :(z=sin(a) *b)))) julia>eval(ex) 1.682941969615793
从上述示例中可知，我们可以定义自己的函数，并可以作为字符串中进行表达式逻辑编写，通过Meta.parse方法进行解析，同时，文本中可以进行变量的定义，当通过Eval执行后，在外部可以进行变量的访问。如 ex = Meta.parse("A= [ 1 2 3 ; 4 5 6]") 在未执行 eval(ex)时，外部访问A则抛出错误：ERROR: UndefVarError: A2 not defined 。而执行eval(ex)后，外部访问A则返回 [ 1 2 3 ; 4 5 6 ] 。
Meta.parse方法也支持多行语句，中间用；分割，如ex = Meta.parse("a=1;b=2;z=sin(a)*b") ，它返回:($(Expr(:toplevel, :(a = 1), :(b = 2), :(z = sin(a) * b)))) ，当执行eval时，返回1.682941969615793 。
