Rust递归声明宏编写：适配任意位置感叹号的指令匹配问题

背景说明 #

我为名为 Deque 的小众深奥编程语言（esolang）编写了 Rust 实现的解释器，这里不展开讲解语言运行逻辑，仅明确其基础语法规则：

• 程序由空格分隔的多条指令组成
• 每条指令由命令与感叹号构成，二者顺序无限制
• 命令支持两类：待入栈的整数字面量、预定义的具名调用函数

合法程序示例：3! !5 !2 sub! !add

现有功能与实现目标 #

当前解释器核心功能已运行正常：

• 通过let s = Script::new("3! !5 !2 sub! !add")即可构造程序实例：方法会将传入字符串拆分为独立指令，逐条解析后生成Vec<Instruction>类型的指令集合
• 调用s.run()会消耗实例并返回程序运行结果

我希望编写一个声明宏简化调用（同时作为声明宏编写练习），目标是支持let mut s = script!(3! !5 !2 sub! !add)的调用形式，必须通过递归方式构造程序实例（我知晓可直接用stringify!将宏内所有标记转为字符串传入Script::new()，但该实现方式达不到练习目的）。

为适配递归逻辑，我额外实现了Script::prepend()方法，用于向指令队列头部插入指令——如果尝试向尾部追加指令，会立刻因标记顺序问题产生解析歧义。

当前实现与遇到的问题 #

目前已完成的宏代码如下：

macro_rules! script {
    ($val:literal !) => {
        Script::new(format!("{}!", $val))
    };
    ($cmd:ident !) => {
        Script::new(format!("{}!", stringify!($cmd)))
    };
    (!$val:literal) => {
        Script::new(format!("!{}", $val))
    };
    (!$cmd:ident) => {
        Script::new(format!("!{}", stringify!($cmd)))
    };
    (!$val:literal $(!$vals:tt)+) => {
        script!($(!$vals)+).prepend(&format!("!{}", $val)[..])
    };
    () => {
        Script::new("")
    };
}

该实现对单指令程序支持良好，但无法正确处理多指令程序。目前仅实现了感叹号全部位于指令左侧场景的递归分支，距离覆盖全场景仍有差距。我尝试过多种修改$(!$vals:tt)+匹配规则的方案，均无法正常工作：

• 尝试通过$($(!)?$vals:tt$(!))+实现感叹号左右位置的可选匹配，会触发解析歧义问题
• 使用(!$val:literal $($vals:tt)+)作为匹配分支时，无法解析script!(!5 !6)这类输入，会卡在6旁边的感叹号位置
• 去掉重复标记直接使用(!$val:literal $vals:tt)匹配，则会卡在字面量6的位置

核心卡点为：无法在收紧tt（标记树）匹配范围的同时，同时覆盖整数字面量与具名函数名两类命令；如果重复匹配部分无法同时兼容两类命令，就需要编写数量极多的匹配分支。

待解答问题 #

1. 如何修改$(!$vals:tt)+匹配规则，使其对感叹号位于命令左侧/右侧的场景都能正常匹配？
2. 是否存在方案可以避免为递归分支、基准分支分别编写4个匹配分支（即覆盖感叹号在左/在右、literal/ident四种组合），比如是否可以将空分支作为基准分支减少分支数量？
3. 是否可以调整递归顺序，实现指令的尾部追加而非头部插入？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Arthur