Spustenie testov na analýzu DSL v TypeScript pomocou ANTLR/Grammars-v4

Zvládnutie analýzy TypeScript pre vlastné DSL pomocou ANTLR

Práca s jazykmi špecifickými pre doménu (DSL), ktoré sa podobajú gramatike TypeScript, si vyžaduje výkonné nástroje na analýzu. V tomto prípade môže ANTLR, silný generátor syntaktického analyzátora, pomôcť pri vytváraní komponentov lexera a syntaktického analyzátora, čo umožňuje konverziu takýchto DSL na stromy abstraktnej syntaxe TypeScript (AST). Implementácia tohto v TypeScript však prináša určité komplikácie.

Pomocou gramatiky v repozitári ANTLR/Grammars-v4 môžu vývojári vytvárať analyzátory a lexery zo súborov.g4 ako napr. TypeScript Lexer.g4 a TypeScriptParser.g4. Tieto súbory sú potrebné na vygenerovanie čistého uzla TypeScript AST, najmä pri práci s definíciami typov. Napriek svojej užitočnosti môže byť analýza komplikovaných reťazcov, ako sú deklarácie typu, náročná.

Použitie lexeru a syntaktického analyzátora založeného na ANTLR na analýzu reťazca ako typeStorage= {todos:Todo[];} môže viesť k neočakávaným poruchám. Pri kompilácii testov TypeScript sa vývojári môžu stretnúť s typickými chybami, ako sú nezhodné typy alebo chýbajúce vlastnosti TokenSource, čo má za následok TSError správy počas kompilácie.

V tomto článku sa pozrieme na to, ako opraviť tieto problémy a spustiť testy pomocou príkladov úložiska ANTLR/Grammars-v4. Nakoniec budete môcť správne analyzovať DSL podobné TypeScript.

Pochopenie analýzy TypeScript s ANTLR pre vlastné DSL

V daných skriptoch používame ANTLR na vývoj lexera a parseru pre zákazkový DSL (Domain-Specific Language), ktorý replikuje typový systém TypeScript. Prvou fázou je definovanie gramatických pravidiel TypeScript Lexer.g4 a TypeScript Parser.g4 súbory, ktoré pomáhajú pri tokenizácii a analýze vstupu. Príkaz 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' vygeneruje požadované súbory TypeScript vrátane lexera a syntaktického analyzátora. Tieto súbory analyzujú reťazce ako 'typeStorage = {todos: Todo[];}' ako štruktúrovaný AST (abstraktný strom syntaxe), kľúčový krok pri konverzii ľudského kódu čitateľného do strojovo čitateľného formátu.

Vytvorený lexer premení vstupné reťazce na prúd tokenov, ktoré potom analyzátor interpretuje pomocou gramatických pravidiel špecifikovaných v súboroch '.g4'. V našom skripte používame 'CharStreams.fromString()' na premenu vstupného reťazca na prúd znakov pre lexer. Výstup lexera sa potom použije na vytvorenie a CommonTokenStream, ktorý syntaktický analyzátor použije. Táto kombinácia lexera a tokenu umožňuje analyzátoru správne pochopiť štruktúru vstupu pomocou gramatických pravidiel, ako je napríklad rozpoznávanie deklarácií typu.

V druhom skripte opravujeme problém, keď 'TypeScriptLexer' plne neimplementuje rozhranie 'TokenSource'. Rozšírením triedy lexer a zavedením chýbajúcich metód, ako napríklad 'nextToken()', overíme, že lexer môže fungovať ako zdroj tokenov. Tento krok je kritický, pretože bez týchto metód TypeScript vyvolá chybu, ako je uvedené v chybovom hlásení 'Type 'TypeScriptLexer' nie je možné priradiť k parametru typu 'TokenSource''. Prepísanie týchto funkcií vo vlastnom lexeri rieši problém kompilácie a umožňuje správny tok zo vstupného reťazca do AST.

Nakoniec posledná možnosť predstavuje jednotkové testy pomocou testovacieho rámca Mocha. Tieto testy zabezpečujú, že syntaktický analyzátor presne prekladá rôzne reťazce DSL. Napríklad test skúma, či reťazec 'typeTodo = { title: string; dokončené: boolean; }' je spracovaný správne a ak vytvorený AST zodpovedá očakávanej štruktúre. Táto stratégia zabezpečuje, že sa syntaktický analyzátor správa správne vo všetkých kontextoch, vďaka čomu je riešenie odolnejšie a dôveryhodnejšie. Pokrytím mnohých prípadov použitia zaisťujeme, že náš syntaktický analyzátor je účinný pre širokú škálu reťazcov 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

Vytváranie a testovanie analyzátorov TypeScript s ANTLR: Pokročilé koncepty

Pri vývoji syntaktického analyzátora pre DSL podobné TypeScript si správne spracovanie komplikovaných definícií typov vyžaduje nielen pochopenie gramatického dizajnu ANTLR, ale aj to, ako integrovať vytvorený analyzátor s najnovšími nástrojmi TypeScript. Okrem generovania súborov lexer a parser z .g4 súbory, vývojári musia zabezpečiť, aby tieto komponenty fungovali bez problémov v ich vývojových prostrediach, najmä pri analýze sofistikovaných štruktúr, ako sú deklarácie typov s vnorenými prvkami. Jedným z často ignorovaných komponentov je efektívne ladenie zlyhaní analýzy.

Nezhody medzi gramatickými pravidlami a skutočnou štruktúrou vstupného textu sú častou príčinou chýb analýzy. Ak lexer vygeneruje nesprávne tokeny kvôli neúplným alebo chybným gramatickým pravidlám, syntaktický analyzátor nevytvorí správne AST. Analýza DSL, ktorá obsahuje objektovo podobné štruktúry, ako je napríklad definícia „typu“ TypeScript, môže zlyhať, ak jazyk nepodporuje vysoko vnorené štruktúry. Použitie nástrojov na ladenie ANTLR, ako je doplnok ANTLRWorks, môže pomôcť pri vizualizácii toku tokenov a pri určovaní, kde problém existuje. To umožňuje rýchlejšiu opravu gramatických problémov.

Ďalším hlavným aspektom pri používaní ANTLR v TypeScript je zachovanie kompatibility s ekosystémom TypeScript. Vyššie opísané problémy so spracovaním chýb a zdrojmi tokenov prevládajú pri kombinovaní výsledného syntaktického analyzátora s ďalšími nástrojmi TypeScript, napr ts-uzol. Rozšírením a správnou implementáciou chýbajúcich metód lexera (ako bolo vysvetlené vyššie) zabezpečíte, že tieto nástroje budú správne fungovať s výsledným syntaktickým analyzátorom. Testovanie s rámcami jednotkového testovania, ako je Mocha, pomáha overiť, že riešenie funguje v rôznych okrajových podmienkach.