Kör tester för att analysera DSL i TypeScript med ANTLR/Grammars-v4

Bemästra TypeScript-tolkning för anpassade DSL:er med ANTLR

Att arbeta med skräddarsydda domänspecifika språk (DSL) som liknar TypeScript-grammatik kräver kraftfulla analysverktyg. I det här fallet kan ANTLR, en stark parsergenerator, hjälpa till att producera lexer- och parserkomponenter, vilket gör att sådana DSL:er kan konverteras till TypeScript Abstract Syntax Trees (ASTs). Att implementera detta i TypeScript ger dock vissa komplikationer.

Med hjälp av grammatikerna i ANTLR/Grammars-v4-förvaret kan utvecklare skapa parsers och lexers från.g4-filer som t.ex. och . Dessa filer krävs för att generera en ren TypeScript AST-nod, särskilt när man arbetar med typdefinitioner. Trots dess användbarhet kan det vara svårt att analysera komplicerade strängar – som typdeklarationer.

Använda en ANTLR-baserad lexer och parser för att tolka en sträng liknande kan resultera i oväntade fel. När man kompilerar TypeScript-tester kan utvecklare stöta på typiska fel, såsom felaktiga typer eller saknade egenskaper i deras , vilket resulterar i meddelanden under sammanställningen.

I den här artikeln kommer vi att titta på hur man åtgärdar dessa problem och kör tester med hjälp av ANTLR/Grammars-v4-förvarsexemplen. Slutligen kommer du att kunna analysera TypeScript-liknande DSL:er korrekt.

Kommando	Exempel på användning
CharStreams.fromString()	Detta kommando skapar en ström av tecken från en inmatningssträng. Det krävs när du skapar tokens från anpassade DSL-strängar som ser ut som TypeScript, vilket gör att lexern kan bearbeta inmatningssträngen tecken för tecken.
CommonTokenStream()	Skapar en ström av tokens från lexer-utgången. Denna tokenström är ett viktigt mellansteg innan parsern hanterar den tokeniserade inmatningen. Det underlättar hanteringen av tokens i följd för att säkerställa att grammatikreglerna följs.
new TypeScriptLexer()	Tokeniserar inmatning med TypeScriptLexer.g4 grammatikregler. Den konverterar rå input till lexikaliska tokens som används av parsern.
new TypeScriptParser()	Skapar ett parserobjekt med tokenströmmen som genereras av lexern. De filen definierar reglerna för denna parser, som tolkar tokens och konverterar dem till en AST.
parser.startRule()	Detta kommando aktiverar grammatikens tolkningsregler, som vanligtvis representerar toppnivåstrukturen för det språk som tolkas. Det säkerställer att parsningen startar vid rätt position i DSL.
implements TokenSource	Lades till i lexer-klassen för att implementera gränssnitt. Detta garanterar att lexern fungerar korrekt i TypeScript och löser problem som saknade metoder som resulterar i analysfel.
nextToken()	Genererar nästa token från ingångsströmmen och åsidosätter lexerns standardbeteende. Det säkerställer att lexern kan fortsätta att tillhandahålla tokens till parsern medan den analyserar DSL-strängar.
describe()	Detta är en del av testramverket och definierar en testsvit där flera tester kan kombineras. Den används för att garantera att parserns olika komponenter fungerar korrekt vid bearbetning av olika DSL-strängar.
it()	Definierar ett enskilt testfall inom en testsvit. Den används för att verifiera specifikt beteende, som att bekräfta att parsern kan hantera korrekta typdefinitioner eller generera lämpliga fel för felaktiga indata.

Förstå TypeScript-tolkning med ANTLR för anpassade DSL:er

I de givna skripten använder vi ANTLR för att utveckla en lexer och parser för ett skräddarsytt DSL (Domain-Specific Language) som replikerar TypeScripts typsystem. Det första steget är att definiera grammatiska regler i och filer, som hjälper till med tokenisering och analys av indata. Kommandot 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' genererar de nödvändiga TypeScript-filerna, inklusive lexer och parser. Dessa filer tolkar strängar som 'typeStorage = {todos: Todo[];} som en strukturerad AST (Abstract Syntax Tree), ett nyckelsteg för att konvertera läsbar kod till maskinläsbart format.

Den skapade lexern förvandlar inmatningssträngar till en ström av tokens, som parsern sedan tolkar med de grammatiska reglerna som specificeras i '.g4'-filerna. I vårt skript använder vi 'CharStreams.fromString()' för att omvandla inmatningssträngen till en teckenström för lexern. Lexer-utgången används sedan för att skapa en , som parsern kommer att använda. Denna kombination av en lexer och en tokenström gör det möjligt för parsern att korrekt förstå strukturen för inmatningen med hjälp av grammatikregler, såsom att känna igen typdeklarationer.

I det andra skriptet fixar vi ett problem där 'TypeScriptLexer' inte implementerar 'TokenSource'-gränssnittet fullt ut. Genom att utöka lexer-klassen och introducera saknade metoder som 'nextToken()', verifierar vi att lexern kan fungera som en token-källa. Det här steget är kritiskt eftersom utan dessa metoder kommer TypeScript att ge ett fel, som visas i felmeddelandet 'Type 'TypeScriptLexer' kan inte tilldelas parameter av typen 'TokenSource''. Att åsidosätta dessa funktioner i den anpassade lexern åtgärdar kompileringsproblemet, vilket tillåter korrekt flöde från inmatningssträngen till AST.

Slutligen introducerar det sista alternativet enhetstester med Mocha-testramverket. Dessa tester säkerställer att parsern korrekt översätter olika DSL-strängar. Ett test undersöker till exempel om strängen 'typeTodo = { title: string; avslutad: boolean; }' bearbetas korrekt och om den producerade AST matchar den förväntade strukturen. Denna strategi säkerställer att parsern beter sig korrekt i alla sammanhang, vilket gör lösningen mer motståndskraftig och pålitlig. Genom att täcka många användningsfall säkerställer vi att vår parser är effektiv för ett brett utbud av TypeScript-liknande DSL-strängar.

// 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

Bygga och testa TypeScript Parsers med ANTLR: Advanced Concepts

När man utvecklar en parser för TypeScript-liknande DSL:er kräver korrekt bearbetning av komplicerade typdefinitioner att man inte bara förstår ANTLR:s grammatikdesign, utan också hur man integrerar den producerade parsern med nya TypeScript-verktyg. Förutom att generera lexer- och parserfiler från filer måste utvecklare se till att dessa komponenter fungerar sömlöst i sina utvecklingsmiljöer, särskilt när man analyserar sofistikerade strukturer som typdeklarationer med kapslade element. En ofta ignorerad komponent är effektiv felsökning av analysfel.

Felöverensstämmelse mellan grammatikregler och den faktiska strukturen för inmatningstexten är vanliga orsaker till analysfel. Om lexern genererar felaktiga tokens på grund av ofullständiga eller felaktiga grammatikregler, kommer parsern inte att producera rätt AST. Att analysera en DSL som innehåller objektliknande strukturer, såsom TypeScripts "typ"-definition, kan misslyckas om språket inte stöder mycket kapslade strukturer. Att använda ANTLR:s felsökningsverktyg, som ANTLRWorks-plugin, kan hjälpa till att visualisera tokenströmmen och avgöra var problemet finns. Detta möjliggör snabbare korrigering av grammatikproblem.

En annan viktig aspekt när du använder ANTLR i TypeScript är att upprätthålla kompatibilitet med TypeScript-ekosystemet. Den tidigare beskrivna felhanteringen och tokenkällan är utbredd när man kombinerar den resulterande parsern med ytterligare TypeScript-verktyg som . Genom att utöka och korrekt implementera lexerns saknade metoder (som tidigare förklarats), säkerställer du att dessa verktyg har ett korrekt gränssnitt med den resulterande parsern. Testning med enhetstestramverk, såsom Mocha, hjälper till att validera att lösningen fungerar i en mängd olika situationer.

1. Vad används ANTLR till i TypeScript?
2. ANTLR är ett verktyg som skapar lexers och parsers för skräddarsydda grammatiker. Det används i TypeScript för att utveckla parsers som kan tolka skräddarsydda DSL:er som liknar TypeScript-syntax.
3. Hur genererar du en TypeScript-parser från grammatikfiler?
4. Genom att utfärda kommandot , ANTLR genererar en lexer och parser i TypeScript, som du sedan kan använda för att analysera indatasträngar beroende på grammatik.
5. Vad används CommonTokenStream till?
6. matar tokens från lexern till parsern. Det är en ström som parsern läser för att bearbeta indata i enlighet med grammatiska regler.
7. Hur fixar du "TokenSource"-felet i ANTLR:s TypeScriptLexer?
8. För att åtgärda felet, utöka klass och implementera det saknade metod för att säkerställa att den fungerar korrekt som en TokenSource.
9. Kan du enhetstesta ANTLR-parsers i TypeScript?
10. Ja, du kan utveckla enhetstester för ANTLR-parsers i TypeScript med hjälp av verktyg som Mocha. Ett typiskt test säkerställer att parsern hanterar särskilda inmatningssträngar korrekt och utan misstag.

Att bygga och utföra tester för en TypeScript-parser med ANTLR kan vara svårt, särskilt när man hanterar komplexa typdefinitioner. Åtgärda brister i lexern, såsom fel, leder till snabbare och mer tillförlitlig DSL-behandling. Genom att använda enhetstester för att kontrollera dessa lösningar förbättras implementeringen.

Genom att följa stegen i den här guiden kan du effektivt analysera och testa TypeScript-liknande DSL-strängar. Genom att implementera en solid lexer- och parserinställning kan du enkelt hantera skräddarsydda grammatiker, vilket säkerställer korrekt AST-generering och TypeScript-ekosysteminteraktion.