Uruchamianie testów analizowania DSL w TypeScript przy użyciu ANTLR/Grammars-v4

Opanowanie analizy TypeScriptu dla niestandardowych DSL przy użyciu ANTLR

Praca z niestandardowymi językami specyficznymi dla domeny (DSL), które przypominają gramatykę TypeScript, wymaga potężnych narzędzi do analizowania. W tym przypadku ANTLR, silny generator parsera, może pomóc w tworzeniu leksera i komponentów parsera, umożliwiając konwersję takich DSL na abstrakcyjne drzewa składni TypeScript (AST). Jednak wdrożenie tego w TypeScript stwarza pewne komplikacje.

Korzystając z gramatyki z repozytorium ANTLR/Grammars-v4, programiści mogą tworzyć parsery i leksery z plików .g4, takich jak I . Pliki te są wymagane do wygenerowania węzła AST czystego TypeScriptu, szczególnie podczas pracy z definicjami typów. Pomimo swojej użyteczności analizowanie skomplikowanych ciągów znaków — takich jak deklaracje typów — może być trudne.

Używanie leksera i parsera opartego na ANTLR do analizowania ciągu znaków może skutkować nieoczekiwanymi awariami. Podczas kompilowania testów TypeScript programiści mogą napotkać typowe błędy, takie jak niedopasowane typy lub brakujące właściwości w swoich plikach , w wyniku komunikaty podczas kompilacji.

W tym artykule przyjrzymy się, jak rozwiązać te problemy i uruchomić testy, korzystając z przykładów repozytorium ANTLR/Grammars-v4. Wreszcie będziesz mógł poprawnie analizować DSL typu TypeScript.

Rozkaz	Przykład użycia
CharStreams.fromString()	To polecenie tworzy strumień znaków z ciągu wejściowego. Jest wymagany podczas tworzenia tokenów z niestandardowych ciągów DSL, które wyglądają jak TypeScript, umożliwiając leksykowi przetwarzanie ciągu wejściowego znak po znaku.
CommonTokenStream()	Tworzy strumień tokenów na podstawie danych wyjściowych leksera. Ten strumień tokenów jest ważnym krokiem pośrednim, zanim parser obsłuży tokenizowane dane wejściowe. Pomaga w obsłudze tokenów po kolei, aby zapewnić przestrzeganie zasad gramatycznych.
new TypeScriptLexer()	Tokenizuje dane wejściowe przy użyciu reguł gramatycznych TypeScriptLexer.g4. Konwertuje surowe dane wejściowe na tokeny leksykalne wykorzystywane przez parser.
new TypeScriptParser()	Tworzy obiekt analizatora składni ze strumieniem tokenów wygenerowanym przez lekser. The plik definiuje reguły dla tego parsera, który interpretuje tokeny i konwertuje je na AST.
parser.startRule()	To polecenie aktywuje reguły analizowania gramatyki, które zazwyczaj reprezentują strukturę najwyższego poziomu analizowanego języka. Zapewnia, że ​​parsowanie rozpoczyna się od właściwej pozycji w DSL.
implements TokenSource	Dodano do klasy lexer w celu implementacji interfejs. Gwarantuje to, że leksyk działa poprawnie w TypeScript, rozwiązując problemy takie jak brakujące metody, które powodują błędy analizy.
nextToken()	Generuje następny token ze strumienia wejściowego, zastępując domyślne zachowanie leksera. Zapewnia to, że lekser może w dalszym ciągu dostarczać tokeny do analizatora składni podczas analizowania ciągów DSL.
describe()	Jest to część struktury testowania i definiuje zestaw testów, w którym można połączyć kilka testów. Służy do zapewnienia prawidłowego działania różnych komponentów parsera podczas przetwarzania różnych ciągów DSL.
it()	Definiuje pojedynczy przypadek testowy w zestawie testów. Służy do weryfikacji określonego zachowania, np. potwierdzenia, że ​​parser może obsłużyć prawidłowe definicje typów lub wygenerowania odpowiednich błędów w przypadku błędnych danych wejściowych.

Zrozumienie analizowania TypeScriptu za pomocą ANTLR dla niestandardowych DSL

W podanych skryptach używamy ANTLR do opracowania leksera i parsera dla dostosowanego do potrzeb języka DSL (języka specyficznego dla domeny), który replikuje system typów TypeScript. Początkowy etap polega na zdefiniowaniu reguł gramatycznych w I pliki, które pomagają w tokenizacji i analizowaniu danych wejściowych. Polecenie 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' generuje wymagane pliki TypeScript, w tym lekser i parser. Pliki te analizują ciągi takie jak „typeStorage = {todos: Todo[];}” jako ustrukturyzowane AST (abstrakcyjne drzewo składni), co jest kluczowym krokiem w konwertowaniu kodu czytelnego dla człowieka na format czytelny maszynowo.

Utworzony lekser zamienia ciągi wejściowe w strumień tokenów, które następnie parser interpretuje, korzystając z reguł gramatycznych określonych w plikach „.g4”. W naszym skrypcie używamy metody „CharStreams.fromString()” do zamiany ciągu wejściowego na strumień znaków dla leksykatora. Dane wyjściowe Lexera są następnie wykorzystywane do utworzenia pliku , którego użyje parser. Ta kombinacja leksera i strumienia tokenów umożliwia parserowi prawidłowe zrozumienie struktury danych wejściowych przy użyciu reguł gramatycznych, takich jak rozpoznawanie deklaracji typu.

W drugim skrypcie naprawiamy problem polegający na tym, że „TypeScriptLexer” nie implementuje w pełni interfejsu „TokenSource”. Rozszerzając klasę leksera i wprowadzając brakujące metody, takie jak „nextToken()”, sprawdzamy, czy lekser może działać jako źródło tokenów. Ten krok jest krytyczny, ponieważ bez tych metod TypeScript zgłosi błąd, jak pokazano w komunikacie o błędzie „Typu „TypeScriptLexer” nie można przypisać do parametru typu „TokenSource”. Zastąpienie tych funkcji w niestandardowym leksykorze rozwiązuje problem kompilacji, umożliwiając prawidłowy przepływ z ciągu wejściowego do AST.

Wreszcie ostatnia opcja wprowadza testy jednostkowe przy użyciu platformy testowej Mocha. Testy te zapewniają, że parser dokładnie tłumaczy różne ciągi DSL. Na przykład test sprawdza, czy ciąg znaków 'typeTodo = { title: string; ukończono: wartość logiczna; }” jest przetwarzany prawidłowo i czy wytworzona AST odpowiada przewidywanej strukturze. Strategia ta zapewnia, że ​​parser zachowuje się poprawnie we wszystkich kontekstach, dzięki czemu rozwiązanie jest bardziej odporne i godne zaufania. Uwzględniając wiele przypadków użycia, zapewniamy, że nasz parser będzie skuteczny dla szerokiej gamy ciągów DSL podobnych do 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

Budowanie i testowanie parserów TypeScript za pomocą ANTLR: zaawansowane koncepcje

Podczas opracowywania parsera dla DSL typu TypeScript prawidłowe przetwarzanie skomplikowanych definicji typów wymaga zrozumienia nie tylko projektu gramatyki ANTLR, ale także tego, jak zintegrować utworzony parser z najnowszymi narzędziami TypeScript. Oprócz generowania plików leksera i parsera z plików, programiści muszą zadbać o to, aby te komponenty działały bezproblemowo w ich środowiskach programistycznych, szczególnie podczas analizowania skomplikowanych struktur, takich jak deklaracje typów z elementami zagnieżdżonymi. Często ignorowanym elementem jest skuteczne debugowanie błędów analizy.

Niezgodności między regułami gramatycznymi a rzeczywistą strukturą tekstu wejściowego są częstymi przyczynami błędów analizy. Jeśli lekser wygeneruje nieprawidłowe tokeny z powodu niekompletnych lub błędnych reguł gramatycznych, parser nie wygeneruje prawidłowego AST. Analizowanie DSL zawierającego struktury obiektowe, takie jak definicja „typu” TypeScript, może zakończyć się niepowodzeniem, jeśli język nie obsługuje wysoce zagnieżdżonych struktur. Korzystanie z narzędzi debugowania ANTLR, takich jak wtyczka ANTLRWorks, może pomóc w wizualizacji strumienia tokenów i określeniu, gdzie występuje problem. Umożliwia to szybszą korektę problemów gramatycznych.

Innym ważnym aspektem używania ANTLR w TypeScript jest utrzymanie zgodności z ekosystemem TypeScript. Opisane wcześniej problemy związane z obsługą błędów i źródłem tokenów są powszechne podczas łączenia wynikowego analizatora składni z dodatkowymi narzędziami TypeScript, takimi jak . Rozszerzając i właściwie implementując brakujące metody leksera (jak wyjaśniono wcześniej), zapewniasz, że narzędzia te poprawnie współdziałają z wynikowym analizatorem składni. Testowanie za pomocą frameworków testów jednostkowych, takich jak Mocha, pomaga sprawdzić, czy rozwiązanie działa w różnych warunkach brzegowych.

1. Do czego służy ANTLR w TypeScript?
2. ANTLR to narzędzie, które tworzy leksery i parsery dla niestandardowych gramatyk. Jest używany w TypeScript do opracowywania parserów zdolnych do interpretowania dostosowanych do indywidualnych potrzeb DSL, które przypominają składnię TypeScript.
3. Jak wygenerować parser TypeScript z plików gramatycznych?
4. Wydając polecenie ANTLR generuje leksyk i parser w TypeScript, których można następnie użyć do analizowania ciągów wejściowych w zależności od gramatyki.
5. Do czego służy CommonTokenStream?
6. dostarcza tokeny z leksera do parsera. Jest to strumień, który parser odczytuje w celu przetworzenia danych wejściowych zgodnie z regułami gramatycznymi.
7. Jak naprawić błąd „TokenSource” w TypeScriptLexer ANTLR?
8. Aby naprawić błąd, przedłuż klasę i zaimplementuj brakujące metodę, aby upewnić się, że działa poprawnie jako TokenSource.
9. Czy możesz testować jednostkowo parsery ANTLR w TypeScript?
10. Tak, możesz tworzyć testy jednostkowe dla parserów ANTLR w TypeScript, używając narzędzi takich jak Mocha. Typowy test zapewnia, że ​​parser obsługuje poszczególne ciągi wejściowe dokładnie i bez błędów.

Budowanie i wykonywanie testów dla parsera TypeScript przy użyciu ANTLR może być trudne, szczególnie w przypadku złożonych definicji typów. Usuwanie błędów leksykalnych, takich jak błędu, prowadzi do szybszego i bardziej niezawodnego przetwarzania DSL. Użycie testów jednostkowych do sprawdzenia tych rozwiązań usprawnia implementację.

Wykonanie kroków opisanych w tym przewodniku pozwoli Ci efektywnie analizować i testować ciągi DSL podobne do TypeScript. Wdrożenie solidnej konfiguracji leksera i parsera umożliwia łatwą obsługę niestandardowych gramatyk, zapewniając prawidłowe generowanie AST i interakcję z ekosystemem TypeScript.