Spuštění testů pro analýzu DSL v TypeScript pomocí ANTLR/Grammars-v4

Zvládnutí analýzy TypeScript pro vlastní DSL pomocí ANTLR

Práce s jazyky pro konkrétní doménu (DSL), které se podobají gramatice TypeScript, vyžaduje výkonné nástroje pro analýzu. V tomto případě může ANTLR, silný generátor analyzátoru, pomoci vytvořit komponenty lexeru a analyzátoru, což umožňuje převedení takových DSL na stromy abstraktní syntaxe TypeScript (AST). Implementace tohoto v TypeScript však představuje určité komplikace.

Pomocí gramatik v úložišti ANTLR/Grammars-v4 mohou vývojáři vytvářet analyzátory a lexery ze souborů.g4 jako např. a . Tyto soubory jsou nutné ke generování čistého uzlu TypeScript AST, zejména při práci s definicemi typů. Navzdory své užitečnosti může být analýza komplikovaných řetězců – jako jsou deklarace typu – obtížná.

Použití lexeru a parseru založeného na ANTLR k analýze řetězce jako může vést k neočekávaným poruchám. Při kompilaci testů TypeScript mohou vývojáři narazit na typické chyby, jako jsou neshodné typy nebo chybějící vlastnosti , což má za následek zprávy během kompilace.

V tomto článku se podíváme na to, jak tyto problémy opravit a spustit testy pomocí příkladů úložiště ANTLR/Grammars-v4. Konečně budete schopni správně analyzovat DSL podobné TypeScriptu.

Příkaz	Příklad použití
CharStreams.fromString()	Tento příkaz vytvoří proud znaků ze vstupního řetězce. Je vyžadován při vytváření tokenů z vlastních řetězců DSL, které vypadají jako TypeScript, což umožňuje lexeru zpracovat vstupní řetězec znak po znaku.
CommonTokenStream()	Vytvoří proud tokenů z výstupu lexeru. Tento token tokenu je důležitým prostředním krokem před tím, než analyzátor zpracuje tokenizovaný vstup. Pomáhá při manipulaci s tokeny za sebou, aby bylo zajištěno dodržování gramatických pravidel.
new TypeScriptLexer()	Tokenizuje vstup pomocí gramatických pravidel TypeScriptLexer.g4. Převádí nezpracovaný vstup na lexikální tokeny používané analyzátorem.
new TypeScriptParser()	Vytvoří objekt analyzátoru s proudem tokenů generovaným lexerem. The definuje pravidla pro tento parser, který interpretuje tokeny a převádí je na AST.
parser.startRule()	Tento příkaz aktivuje pravidla analýzy gramatiky, která obvykle představují strukturu nejvyšší úrovně analyzovaného jazyka. Zajišťuje, že analýza začíná na správné pozici v DSL.
implements TokenSource	Přidáno do třídy lexer pro implementaci rozhraní. To zaručuje, že lexer pracuje správně v TypeScriptu a řeší problémy, jako jsou chybějící metody, které vedou k selhání analýzy.
nextToken()	Generuje další token ze vstupního toku, čímž přepíše výchozí chování lexera. Zajišťuje, že lexer může pokračovat v poskytování tokenů analyzátoru při analýze řetězců DSL.
describe()	Toto je součástí testovacího rámce a definuje testovací sadu, ve které lze kombinovat několik testů. Používá se k zajištění správné funkce různých komponent analyzátoru při zpracování různých řetězců DSL.
it()	Definuje jeden testovací případ v rámci testovací sady. Používá se k ověření specifického chování, jako je potvrzení, že analyzátor zvládá správné definice typů nebo generování vhodných chyb pro chybné vstupy.

Pochopení analýzy TypeScript s ANTLR pro vlastní DSL

V daných skriptech používáme ANTLR k vývoji lexeru a parseru pro zakázkový DSL (Domain-Specific Language), který replikuje typový systém TypeScriptu. Počáteční fází je definování gramatických pravidel v a soubory, které pomáhají při tokenizaci a analýze vstupu. Příkaz 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' vygeneruje požadované soubory TypeScript, včetně lexeru a parseru. Tyto soubory analyzují řetězce jako 'typeStorage = {todos: Todo[];}' jako strukturovaný AST (Abstract Syntax Tree), což je klíčový krok při převodu člověka čitelného kódu do strojově čitelného formátu.

Vytvořený lexer přemění vstupní řetězce na proud tokenů, které pak parser interpretuje pomocí gramatických pravidel specifikovaných v souborech '.g4'. V našem skriptu používáme 'CharStreams.fromString()' k přeměně vstupního řetězce na znakový proud pro lexera. Výstup lexeru je pak použit k vytvoření a , který analyzátor použije. Tato kombinace lexeru a tokenu umožňuje analyzátoru správně porozumět struktuře vstupu pomocí gramatických pravidel, jako je rozpoznání deklarací typu.

Ve druhém skriptu opravujeme problém, kdy 'TypeScriptLexer' plně neimplementuje rozhraní 'TokenSource'. Rozšířením třídy lexer a zavedením chybějících metod, jako je 'nextToken()', ověříme, že lexer může fungovat jako zdroj tokenu. Tento krok je kritický, protože bez těchto metod TypeScript vyvolá chybu, jak je ukázáno v chybové zprávě 'Type 'TypeScriptLexer' nelze přiřadit parametru typu 'TokenSource''. Přepsání těchto funkcí ve vlastním lexeru řeší problém s kompilací a umožňuje správný tok ze vstupního řetězce do AST.

Konečně poslední možnost představuje jednotkové testy pomocí testovacího rámce Mocha. Tyto testy zajišťují, že analyzátor přesně překládá různé řetězce DSL. Například test zkoumá, zda řetězec 'typeTodo = { title: string; dokončeno: boolean; }' je zpracován správně a pokud vytvořený AST odpovídá očekávané struktuře. Tato strategie zajišťuje, že se analyzátor chová správně ve všech kontextech, díky čemuž je řešení odolnější a důvěryhodnější. Pokrytím mnoha případů použití zajišťujeme, že náš analyzátor je účinný pro širokou škálu řetězců DSL podobných TypeScript.

// Solution 1: Building a Lexer and Parser in TypeScript Using ANTLR
// Step 1: Install ANTLR TypeScript tools and dependencies
npm install antlr4ts ts-node @types/node
// Step 2: Generate TypeScript lexer and parser from TypeScriptLexer.g4 and TypeScriptParser.g4
npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4
// Step 3: Create a parser script (test-parser.ts) to parse custom DSL strings
import { CharStreams, CommonTokenStream } from 'antlr4ts';
import { TypeScriptLexer } from './TypeScriptLexer';
import { TypeScriptParser } from './TypeScriptParser';
const input = 'typeStorage = {todos:Todo[];}';
const lexer = new TypeScriptLexer(CharStreams.fromString(input));
const tokens = new CommonTokenStream(lexer);
const parser = new TypeScriptParser(tokens);
parser.startRule();  // Start parsing
// Test parsing logic with additional DSL strings

// Solution 2: Fixing the TokenSource Issue in TypeScriptLexer
// Ensure TypeScriptLexer implements the necessary methods for TokenSource
import { TokenSource, CharStream, Token } from 'antlr4ts';
class MyLexer extends TypeScriptLexer implements TokenSource {
   nextToken(): Token {
       return super.nextToken();  // Use base class token generation
   }
}
// Create a new instance of MyLexer to bypass the compilation error
const lexer = new MyLexer(CharStreams.fromString(input));
const tokens = new CommonTokenStream(lexer);
const parser = new TypeScriptParser(tokens);
parser.startRule();
// This resolves the missing TokenSource properties issue

// Solution 3: Writing Unit Tests for the TypeScript Parser
import { CharStreams, CommonTokenStream } from 'antlr4ts';
import { TypeScriptLexer } from './TypeScriptLexer';
import { TypeScriptParser } from './TypeScriptParser';
import { expect } from 'chai';
describe('DSL Parser Tests', () => {
   it('should parse type definitions correctly', () => {
       const input = 'typeTodo = { title: string; completed: boolean; }';
       const lexer = new TypeScriptLexer(CharStreams.fromString(input));
       const tokens = new CommonTokenStream(lexer);
       const parser = new TypeScriptParser(tokens);
       const result = parser.startRule();  // Call the start rule of the grammar
       expect(result).to.not.be.null;  // Ensure result is not null
   });
});
// Run the test with Mocha: npx mocha test-parser.ts

Vytváření a testování analyzátorů TypeScript s ANTLR: pokročilé koncepty

Při vývoji analyzátoru pro DSL podobné TypeScriptu vyžaduje správné zpracování komplikovaných definic typů nejen pochopení gramatiky ANTLR, ale také to, jak integrovat vytvořený analyzátor s nejnovějšími nástroji TypeScript. Kromě generování souborů lexer a parser z soubory, musí vývojáři zajistit, aby tyto komponenty fungovaly bez problémů v jejich vývojových prostředích, zejména při analýze sofistikovaných struktur, jako jsou deklarace typů s vnořenými prvky. Jednou často ignorovanou součástí je efektivní ladění chyb analýzy.

Neshody mezi gramatickými pravidly a skutečnou strukturou vstupního textu jsou běžnou příčinou chyb analýzy. Pokud lexer generuje nesprávné tokeny kvůli neúplným nebo chybným gramatickým pravidlům, analyzátor nevytvoří správné AST. Analýza DSL, která obsahuje objektové struktury, jako je definice typu TypeScript, může selhat, pokud jazyk nepodporuje vysoce vnořené struktury. Použití ladících nástrojů ANTLR, jako je zásuvný modul ANTLRWorks, může pomoci při vizualizaci tokenu a určení, kde problém existuje. To umožňuje rychlejší opravu gramatických problémů.

Dalším hlavním aspektem při použití ANTLR v TypeScriptu je zachování kompatibility s ekosystémem TypeScript. Dříve popsané problémy se zpracováním chyb a zdrojem tokenů převládají při kombinování výsledného analyzátoru s dalšími nástroji TypeScript, jako je např . Rozšířením a správnou implementací chybějících metod lexeru (jak bylo vysvětleno dříve) zajistíte, že tyto nástroje budou správně fungovat s výsledným analyzátorem. Testování pomocí jednotkových testovacích rámců, jako je Mocha, pomáhá ověřit, že řešení funguje za různých okrajových podmínek.

1. K čemu se v TypeScriptu používá ANTLR?
2. ANTLR je nástroj, který vytváří lexery a parsery pro gramatiky na míru. Používá se v TypeScript k vývoji analyzátorů schopných interpretovat zakázkové DSL, které se podobají syntaxi TypeScriptu.
3. Jak vygenerujete analyzátor TypeScript z gramatických souborů?
4. Vydáním příkazu , ANTLR vygeneruje lexer a parser v TypeScript, které pak můžete použít k analýze vstupních řetězců v závislosti na gramatice.
5. K čemu se CommonTokenStream používá?
6. dodává tokeny z lexeru do analyzátoru. Je to proud, který analyzátor čte, aby zpracoval vstup v souladu s gramatickými pravidly.
7. Jak opravíte chybu „TokenSource“ v TypeScriptLexer ANTLR?
8. Chcete-li chybu odstranit, prodlužte třídy a realizovat chybějící způsob, aby bylo zajištěno, že bude správně fungovat jako zdroj TokenSource.
9. Můžete unit test ANTLR analyzátory v TypeScript?
10. Ano, můžete vyvíjet testy jednotek pro analyzátory ANTLR v TypeScript pomocí nástrojů, jako je Mocha. Typický test zajišťuje, že analyzátor zpracuje konkrétní vstupní řetězce přesně a bez chyb.

Vytváření a provádění testů pro analyzátor TypeScript pomocí ANTLR může být obtížné, zejména při práci s komplexními definicemi typů. Řešení nedostatků v lexeru, jako je např chyba, vede k rychlejšímu a spolehlivějšímu zpracování DSL. Použití jednotkových testů ke kontrole těchto řešení zlepšuje implementaci.

Postup podle kroků v této příručce vám umožní efektivně analyzovat a testovat řetězce DSL podobné TypeScriptu. Implementace solidního nastavení lexeru a analyzátoru vám umožní snadno zpracovávat gramatiky na míru a zajistit správné generování AST a interakci ekosystému TypeScript.