Kjøre tester for å analysere DSL i TypeScript ved å bruke ANTLR/Grammars-v4

Mestre TypeScript-parsing for tilpassede DSL-er ved å bruke ANTLR

Arbeid med skreddersydde domenespesifikke språk (DSL) som ligner TypeScript-grammatikk, krever kraftige analyseverktøy. I dette tilfellet kan ANTLR, en sterk parsergenerator, bidra til å produsere lexer- og parserkomponenter, slik at slike DSL-er kan konverteres til TypeScript Abstract Syntax Trees (ASTs). Implementering av dette i TypeScript byr imidlertid på noen komplikasjoner.

Ved å bruke grammatikkene i ANTLR/Grammars-v4-depotet, kan utviklere lage parsere og lexere fra.g4-filer som TypeScriptLexer.g4 og TypeScript Parser.g4. Disse filene kreves for å generere en ren TypeScript AST-node, spesielt når du arbeider med typedefinisjoner. Til tross for nytten kan det være vanskelig å analysere kompliserte strenger – for eksempel typedeklarasjoner.

Bruke en ANTLR-basert lexer og parser for å analysere en streng som typeStorage= {todos:Todo[];} kan føre til uventede feil. Ved kompilering av TypeScript-tester kan utviklere støte på typiske feil, slik som feilaktige typer eller manglende egenskaper i TokenSource, noe som resulterer i TSE-feil meldinger under kompilering.

I denne artikkelen skal vi se på hvordan du løser disse problemene og kjører tester ved å bruke eksemplene på ANTLR/Grammars-v4-depotet. Til slutt vil du kunne analysere TypeScript-lignende DSL-er på riktig måte.

Forstå TypeScript-parsing med ANTLR for tilpassede DSL-er

I de gitte skriptene bruker vi ANTLR til å utvikle en lexer og parser for et skreddersydd DSL (Domain-Specific Language) som replikerer TypeScripts typesystem. Den første fasen er å definere grammatiske regler i TypeScript Lexer.g4 og TypeScriptParser.g4 filer, som hjelper til med tokenisering og analysering av input. Kommandoen 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' genererer de nødvendige TypeScript-filene, inkludert lexer og parser. Disse filene analyserer strenger som 'typeStorage = {todos: Todo[];}' som en strukturert AST (Abstract Syntax Tree), et nøkkeltrinn i å konvertere menneskelesbar kode til maskinlesbart format.

Den opprettede lexeren gjør inndatastrenger til en strøm av tokens, som parseren deretter tolker ved å bruke de grammatiske reglene spesifisert i '.g4'-filene. I skriptet vårt bruker vi 'CharStreams.fromString()' for å gjøre inndatastrengen om til en tegnstrøm for lexeren. Lexer-utgangen brukes deretter til å lage en CommonTokenStream, som parseren vil bruke. Denne kombinasjonen av en lexer og en token-strøm gjør det mulig for parseren å forstå strukturen til input korrekt ved å bruke grammatikkregler, for eksempel gjenkjenne typedeklarasjoner.

I det andre skriptet fikser vi et problem der 'TypeScriptLexer' ikke implementerer 'TokenSource'-grensesnittet fullt ut. Ved å utvide lexer-klassen og introdusere manglende metoder som 'nextToken()', bekrefter vi at lexeren kan fungere som en token-kilde. Dette trinnet er kritisk fordi uten disse metodene vil TypeScript gi en feil, som vist i feilmeldingen 'Type 'TypeScriptLexer' kan ikke tilordnes parameter av typen 'TokenSource''. Overstyring av disse funksjonene i den tilpassede lexeren løser kompileringsproblemet, og tillater riktig flyt fra inndatastrengen til AST.

Til slutt introduserer det siste alternativet enhetstester ved hjelp av Mocha-testrammeverket. Disse testene sikrer at parseren nøyaktig oversetter ulike DSL-strenger. En test undersøker for eksempel om strengen 'typeTodo = { title: string; fullført: boolsk; }' behandles riktig og hvis den produserte AST samsvarer med den forventede strukturen. Denne strategien sikrer at parseren oppfører seg riktig i alle sammenhenger, noe som gjør løsningen mer robust og pålitelig. Ved å dekke mange brukstilfeller sikrer vi at parseren vår er effektiv for et bredt spekter av TypeScript-lignende DSL-strenger.

// 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

Bygge og teste TypeScript-parsere med ANTLR: Avanserte konsepter

Når man utvikler en parser for TypeScript-lignende DSL-er, krever riktig behandling av kompliserte typedefinisjoner å forstå ikke bare ANTLRs grammatikkdesign, men også hvordan man integrerer den produserte parseren med nyere TypeScript-verktøy. I tillegg til å generere lexer- og parserfiler fra .g4 filer, må utviklere sørge for at disse komponentene fungerer sømløst i deres utviklingsmiljøer, spesielt når de analyserer sofistikerte strukturer som typedeklarasjoner med nestede elementer. En ofte ignorert komponent er effektiv feilsøking av analyseringsfeil.

Uoverensstemmelser mellom grammatikkregler og den faktiske strukturen til inndatateksten er vanlige årsaker til parsefeil. Hvis lexeren genererer feil tokens på grunn av ufullstendige eller feilaktige grammatikkregler, vil ikke parseren produsere riktig AST. Parsing av en DSL som inneholder objektlignende strukturer, for eksempel TypeScripts 'type'-definisjon, kan mislykkes hvis språket ikke støtter sterkt nestede strukturer. Bruk av ANTLRs feilsøkingsverktøy, for eksempel ANTLRWorks-plugin, kan hjelpe til med å visualisere token-strømmen og avgjøre hvor problemet eksisterer. Dette muliggjør raskere korrigering av grammatikkproblemer.

Et annet viktig aspekt ved bruk av ANTLR i TypeScript er å opprettholde kompatibilitet med TypeScript-økosystemet. De tidligere beskrevne feilhåndterings- og tokenkildeproblemene er utbredt når du kombinerer den resulterende parseren med ekstra TypeScript-verktøy som ts-node. Ved å utvide og riktig implementere lexerens manglende metoder (som tidligere forklart), sikrer du at disse verktøyene har korrekt grensesnitt med den resulterende parseren. Testing med enhetstestrammeverk, for eksempel Mocha, hjelper til med å validere at løsningen fungerer i en rekke ulike omstendigheter.