Tesztek futtatása a DSL értelmezéséhez TypeScriptben az ANTLR/Grammars-v4 használatával

A TypeScript-elemzés elsajátítása egyéni DSL-ekhez ANTLR használatával

A TypeScript nyelvtanhoz hasonló, testre szabott tartomány-specifikus nyelvekkel (DSL) való munkavégzés hatékony elemző eszközöket tesz szükségessé. Ebben az esetben az ANTLR, egy erős elemző generátor segíthet lexer és elemző komponensek előállításában, lehetővé téve az ilyen DSL-ek TypeScript Abstract Syntax Trees (AST) konvertálását. Ennek a TypeScript-ben való megvalósítása azonban bizonyos nehézségeket okoz.

Az ANTLR/Grammars-v4 adattárban található nyelvtanok használatával a fejlesztők elemzőket és lexereket hozhatnak létre a.g4 fájlokból, például TypeScript Lexer.g4 és TypeScript Parser.g4. Ezek a fájlok egy tiszta TypeScript AST-csomópont létrehozásához szükségesek, különösen, ha típusdefiníciókkal dolgozik. Hasznossága ellenére bonyolult karakterláncok – például típusdeklarációk – elemzése nehéz lehet.

ANTLR-alapú lexer és elemző használata karakterlánc-szerű elemzéséhez typeStorage= {todos:Todo[];} váratlan hibákhoz vezethet. A TypeScript-tesztek összeállításakor a fejlesztők tipikus hibákkal találkozhatnak, például nem egyező típusokkal vagy hiányzó tulajdonságokkal. TokenSource, ami azt eredményezi TSEror üzeneteket az összeállítás során.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogyan lehet ezeket a problémákat kijavítani, és teszteket futtatni az ANTLR/Grammars-v4 tárolópéldák segítségével. Végül képes lesz a TypeScript-szerű DSL-ek helyes elemzésére.

A TypeScript-elemzés megértése ANTLR-rel egyéni DSL-ekhez

Az adott szkriptekben ANTLR-t használunk egy lexer és elemző kifejlesztésére egy testreszabott DSL-hez (Domain-Specific Language), amely replikálja a TypeScript típusrendszerét. A kezdeti szakasz a nyelvtani szabályok meghatározása TypeScript Lexer.g4 és TypeScript Parser.g4 fájlokat, amelyek segítik a tokenizálást és a bemenet elemzését. Az „npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4” parancs létrehozza a szükséges TypeScript fájlokat, beleértve a lexert és az elemzőt. Ezek a fájlok olyan karakterláncokat elemeznek, mint a „typeStorage = {todos: Todo[];}”, strukturált AST-ként (absztrakt szintaxisfa), amely kulcsfontosságú lépés az ember által olvasható kód gépi olvasható formátummá alakításában.

A létrehozott lexer a bemeneti karakterláncokat tokenek folyamává alakítja, amelyet az elemző a '.g4' fájlokban megadott nyelvtani szabályok segítségével értelmez. Szkriptünkben a 'CharStreams.fromString()' függvényt használjuk, hogy a bemeneti karakterláncot karakterfolyammá alakítsuk a lexer számára. A lexer-kimenetet ezután az a CommonTokenStream, amelyet az elemző fog használni. A lexer és a token folyam ezen kombinációja lehetővé teszi az elemző számára, hogy helyesen megértse a bemenet szerkezetét a nyelvtani szabályok segítségével, például a típusdeklarációk felismerésével.

A második szkriptben kijavítunk egy hibát, amely miatt a „TypeScriptLexer” nem valósítja meg teljesen a „TokenSource” felületet. A lexer osztály kiterjesztésével és hiányzó metódusok, például 'nextToken()' bevezetésével ellenőrizzük, hogy a lexer képes-e tokenforrásként működni. Ez a lépés kritikus, mert ezen módszerek nélkül a TypeScript hibát fog kiütni, amint az a „TypeScriptLexer” típus nem rendelhető hozzá a „TokenSource” típusú paraméterhez. Ezen függvények felülbírálása az egyéni lexerben megoldja a fordítási problémát, lehetővé téve a megfelelő áramlást a bemeneti karakterlánctól az AST-ig.

Végül az utolsó lehetőség bevezeti a Mocha tesztelési keretrendszert használó egységteszteket. Ezek a tesztek biztosítják, hogy az elemző pontosan lefordítsa a különböző DSL karakterláncokat. Például egy teszt megvizsgálja, hogy a 'typeTodo = { title: string; befejezve: logikai; }' helyesen kerül feldolgozásra, és ha az előállított AST megfelel a várt szerkezetnek. Ez a stratégia biztosítja, hogy az elemző minden kontextusban megfelelően viselkedjen, így a megoldás rugalmasabbá és megbízhatóbbá válik. Számos felhasználási eset lefedésével biztosítjuk, hogy elemzőnk hatékony legyen a TypeScript-szerű DSL-karakterláncok széles körében.

// 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

TypeScript-elemzők készítése és tesztelése ANTLR-rel: Speciális koncepciók

A TypeScript-szerű DSL-ekhez való értelmező fejlesztése során a bonyolult típusdefiníciók megfelelő feldolgozása nemcsak az ANTLR nyelvtani felépítését teszi szükségessé, hanem azt is, hogy az előállított elemző hogyan integrálható a legújabb TypeScript-eszközökkel. Amellett, hogy lexer és értelmező fájlokat generál .g4 A fejlesztőknek gondoskodniuk kell arról, hogy ezek az összetevők zökkenőmentesen működjenek fejlesztői környezetükben, különösen akkor, ha kifinomult struktúrákat, például beágyazott elemekkel rendelkező típusdeklarációkat elemeznek. Az egyik gyakran figyelmen kívül hagyott összetevő az elemzési hibák hatékony hibakeresése.

A nyelvtani szabályok és a bemeneti szöveg tényleges szerkezete közötti eltérések az elemzési hibák gyakori okai. Ha a lexer hibás tokeneket generál hiányos vagy hibás nyelvtani szabályok miatt, az elemző nem állítja elő a megfelelő AST-t. Az objektumszerű struktúrákat, például a TypeScript „típus” definícióját tartalmazó DSL elemzése meghiúsulhat, ha a nyelv nem támogatja az erősen beágyazott struktúrákat. Az ANTLR hibakereső eszközeinek, például az ANTLRWorks beépülő modulnak a használata segíthet a tokenfolyam megjelenítésében és annak meghatározásában, hogy hol van a probléma. Ez lehetővé teszi a nyelvtani problémák gyorsabb kijavítását.

Az ANTLR TypeScriptben való használatának másik fontos szempontja a TypeScript ökoszisztémával való kompatibilitás fenntartása. A korábban leírt hibakezelési és tokenforrás-problémák akkor érvényesülnek, ha az eredményül kapott elemzőt további TypeScript-eszközökkel kombinálják, mint pl. ts-csomópont. A lexer hiányzó metódusainak kibővítésével és megfelelő implementálásával (amint azt korábban kifejtettük) biztosítja, hogy ezek az eszközök megfelelően kapcsolódjanak az eredményül kapott elemzőhöz. Az egységteszt-keretrendszerekkel, például a Mochával végzett tesztelés segít annak ellenőrzésében, hogy a megoldás számos szélső körülmény között működik-e.