Ausführen von Tests zum Parsen von DSL in TypeScript mit ANTLR/Grammars-v4

Beherrschen des TypeScript-Parsings für benutzerdefinierte DSLs mit ANTLR

Die Arbeit mit maßgeschneiderten domänenspezifischen Sprachen (DSLs), die der TypeScript-Grammatik ähneln, erfordert leistungsstarke Parsing-Tools. In diesem Fall kann ANTLR, ein leistungsstarker Parser-Generator, dabei helfen, Lexer- und Parser-Komponenten zu erstellen, sodass solche DSLs in TypeScript Abstract Syntax Trees (ASTs) konvertiert werden können. Die Implementierung in TypeScript bringt jedoch einige Komplikationen mit sich.

Mithilfe der Grammatiken im ANTLR/Grammars-v4-Repository können Entwickler Parser und Lexer aus.g4-Dateien wie erstellen TypeScriptLexer.g4 Und TypeScript Parser.g4. Diese Dateien sind erforderlich, um einen reinen TypeScript-AST-Knoten zu generieren, insbesondere bei der Arbeit mit Typdefinitionen. Trotz seiner Nützlichkeit kann das Parsen komplizierter Zeichenfolgen – wie z. B. Typdeklarationen – schwierig sein.

Verwenden eines ANTLR-basierten Lexers und Parsers zum Parsen einer Zeichenfolge wie typeStorage= {todos:Todo[];} kann zu unerwarteten Fehlern führen. Beim Kompilieren von TypeScript-Tests können Entwickler auf typische Fehler wie nicht übereinstimmende Typen oder fehlende Eigenschaften in ihren Tests stoßen TokenSource, ergebend TSFehler Meldungen während der Kompilierung.

In diesem Artikel sehen wir uns an, wie Sie diese Probleme beheben und Tests mithilfe der ANTLR/Grammars-v4-Repository-Beispiele ausführen können. Schließlich werden Sie in der Lage sein, TypeScript-ähnliche DSLs korrekt zu analysieren.

Grundlegendes zum TypeScript-Parsing mit ANTLR für benutzerdefinierte DSLs

In den angegebenen Skripten verwenden wir ANTLR, um einen Lexer und Parser für eine maßgeschneiderte DSL (Domänenspezifische Sprache) zu entwickeln, die das Typsystem von TypeScript repliziert. Die erste Phase besteht darin, grammatikalische Regeln zu definieren TypeScriptLexer.g4 Und TypeScript Parser.g4 Dateien, die bei der Tokenisierung und Analyse der Eingabe helfen. Der Befehl „npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4“ generiert die erforderlichen TypeScript-Dateien, einschließlich Lexer und Parser. Diese Dateien analysieren Zeichenfolgen wie „typeStorage = {todos: Todo[];}“ als strukturierten AST (Abstract Syntax Tree), ein wichtiger Schritt bei der Konvertierung von menschenlesbarem Code in ein maschinenlesbares Format.

Der erstellte Lexer wandelt Eingabezeichenfolgen in einen Token-Stream um, den der Parser dann anhand der in den „.g4“-Dateien angegebenen Grammatikregeln interpretiert. In unserem Skript verwenden wir „CharStreams.fromString()“, um die Eingabezeichenfolge in einen Zeichenstrom für den Lexer umzuwandeln. Die Lexer-Ausgabe wird dann verwendet, um eine zu erstellen CommonTokenStream, die der Parser verwenden wird. Diese Kombination aus einem Lexer und einem Token-Stream ermöglicht es dem Parser, die Struktur der Eingabe mithilfe von Grammatikregeln, beispielsweise der Erkennung von Typdeklarationen, korrekt zu verstehen.

Im zweiten Skript beheben wir ein Problem, bei dem der „TypeScriptLexer“ die „TokenSource“-Schnittstelle nicht vollständig implementiert. Durch die Erweiterung der Lexer-Klasse und die Einführung fehlender Methoden wie „nextToken()“ stellen wir sicher, dass der Lexer als Token-Quelle fungieren kann. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da TypeScript ohne diese Methoden einen Fehler auslöst, wie in der Fehlermeldung „Type ‚TypeScriptLexer‘ is not assignable to parameter of type ‚TokenSource‘“ angezeigt. Das Überschreiben dieser Funktionen im benutzerdefinierten Lexer behebt das Kompilierungsproblem und ermöglicht den ordnungsgemäßen Fluss von der Eingabezeichenfolge zum AST.

Schließlich führt die letzte Option Unit-Tests mit dem Mocha-Testframework ein. Diese Tests stellen sicher, dass der Parser verschiedene DSL-Zeichenfolgen genau übersetzt. Ein Test prüft beispielsweise, ob die Zeichenfolge „typeTodo = { title: string; abgeschlossen: boolean; }' korrekt verarbeitet wird und ob der erzeugte AST mit der erwarteten Struktur übereinstimmt. Diese Strategie stellt sicher, dass sich der Parser in allen Kontexten korrekt verhält, wodurch die Lösung robuster und vertrauenswürdiger wird. Indem wir viele Anwendungsfälle abdecken, stellen wir sicher, dass unser Parser für eine Vielzahl von TypeScript-ähnlichen DSL-Strings effektiv ist.

// 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

Erstellen und Testen von TypeScript-Parsern mit ANTLR: Fortgeschrittene Konzepte

Bei der Entwicklung eines Parsers für TypeScript-ähnliche DSLs erfordert die ordnungsgemäße Verarbeitung komplizierter Typdefinitionen nicht nur das Verständnis des Grammatikdesigns von ANTLR, sondern auch das Verständnis der Integration des erstellten Parsers in aktuelle TypeScript-Tools. Zusätzlich zum Generieren von Lexer- und Parser-Dateien aus .g4 Dateien müssen Entwickler sicherstellen, dass diese Komponenten nahtlos in ihren Entwicklungsumgebungen funktionieren, insbesondere beim Parsen anspruchsvoller Strukturen wie Typdeklarationen mit verschachtelten Elementen. Eine häufig vernachlässigte Komponente ist das effektive Debuggen von Parsing-Fehlern.

Nichtübereinstimmungen zwischen Grammatikregeln und der tatsächlichen Struktur des Eingabetextes sind häufige Ursachen für Parsing-Fehler. Wenn der Lexer aufgrund unvollständiger oder fehlerhafter Grammatikregeln falsche Token generiert, erzeugt der Parser nicht den richtigen AST. Das Parsen einer DSL, die objektähnliche Strukturen wie die „Typ“-Definition von TypeScript enthält, kann fehlschlagen, wenn die Sprache keine stark verschachtelten Strukturen unterstützt. Die Verwendung der Debug-Tools von ANTLR, wie etwa des ANTLRWorks-Plugins, kann dabei helfen, den Token-Stream zu visualisieren und festzustellen, wo das Problem besteht. Dies ermöglicht eine schnellere Korrektur von Grammatikproblemen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Verwendung von ANTLR in TypeScript ist die Wahrung der Kompatibilität mit dem TypeScript-Ökosystem. Die zuvor beschriebenen Bedenken hinsichtlich der Fehlerbehandlung und der Tokenquelle treten häufig auf, wenn der resultierende Parser mit zusätzlichen TypeScript-Tools wie kombiniert wird ts-Knoten. Durch die Erweiterung und ordnungsgemäße Implementierung der fehlenden Methoden des Lexers (wie zuvor erläutert) stellen Sie sicher, dass diese Tools korrekt mit dem resultierenden Parser kommunizieren. Tests mit Unit-Test-Frameworks wie Mocha helfen dabei, zu überprüfen, ob die Lösung unter verschiedenen Randbedingungen funktioniert.