Виконання тестів для аналізу DSL у TypeScript за допомогою ANTLR/Grammars-v4

Освоєння синтаксичного аналізу TypeScript для спеціальних DSL за допомогою ANTLR

Робота зі спеціальними предметно-орієнтованими мовами (DSL), які нагадують граматику TypeScript, потребує потужних інструментів аналізу. У цьому випадку ANTLR, потужний генератор синтаксичних аналізаторів, може допомогти створити лексер і компоненти синтаксичного аналізатора, дозволяючи таким DSL перетворюватися в абстрактні синтаксичні дерева TypeScript (AST). Однак реалізація цього в TypeScript викликає певні ускладнення.

Використовуючи граматики в репозиторії ANTLR/Grammars-v4, розробники можуть створювати парсери та лекси з файлів .g4, наприклад TypeScript Lexer.g4 і TypeScript Parser.g4. Ці файли потрібні для створення чистого вузла TypeScript AST, особливо під час роботи з визначеннями типів. Незважаючи на свою корисність, розбір складних рядків, таких як оголошення типів, може бути важким.

Використання лексера та аналізатора на основі ANTLR для аналізу рядка, подібного до typeStorage= {todos:Todo[];} може призвести до неочікуваних збоїв. Під час компіляції тестів TypeScript розробники можуть зіткнутися з типовими помилками, такими як невідповідність типів або відсутність властивостей у своїх TokenSource, в результаті чого TSError повідомлення під час компіляції.

У цій статті ми розглянемо, як вирішити ці проблеми та запустити тести, використовуючи приклади репозиторію ANTLR/Grammars-v4. Нарешті, ви зможете правильно аналізувати DSL, подібні до TypeScript.

Розуміння аналізу TypeScript за допомогою ANTLR для настроюваних DSL

У наведених сценаріях ми використовуємо ANTLR для розробки лексичного та синтаксичного аналізатора для спеціально розробленої DSL (домено-специфічної мови), яка повторює систему типів TypeScript. Початковий етап полягає у визначенні граматичних правил в TypeScript Lexer.g4 і TypeScript Parser.g4 файли, які допомагають у токенізації та аналізі вхідних даних. Команда 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' генерує необхідні файли TypeScript, включаючи лексер і синтаксичний аналізатор. Ці файли аналізують рядки на кшталт 'typeStorage = {todos: Todo[];}' як структуроване AST (абстрактне синтаксичне дерево), що є ключовим кроком у перетворенні зрозумілого людині коду в машиночитаний формат.

Створений лексер перетворює вхідні рядки на потік токенів, які аналізатор потім інтерпретує за допомогою граматичних правил, указаних у файлах «.g4». У нашому сценарії ми використовуємо 'CharStreams.fromString()', щоб перетворити вхідний рядок на потік символів для лексера. Вихідні дані лексера потім використовуються для створення a CommonTokenStream, який використовуватиме аналізатор. Ця комбінація лексера та потоку маркерів дозволяє синтаксичному аналізатору правильно розуміти структуру вхідних даних за допомогою граматичних правил, таких як розпізнавання оголошень типів.

У другому сценарії ми вирішуємо проблему, через яку «TypeScriptLexer» не повністю реалізує інтерфейс «TokenSource». Розширюючи клас лексора та вводячи відсутні методи, такі як 'nextToken()', ми перевіряємо, що лексер може працювати як джерело маркерів. Цей крок є критичним, оскільки без цих методів TypeScript видасть помилку, як показано в повідомленні про помилку «Тип 'TypeScriptLexer' не можна призначити параметру типу 'TokenSource'. Перевизначення цих функцій у спеціальному лекторі вирішує проблему компіляції, дозволяючи належний потік від вхідного рядка до AST.

Нарешті, останній варіант представляє модульні тести з використанням тестової системи Mocha. Ці тести гарантують, що аналізатор точно перекладає різні рядки DSL. Наприклад, тест перевіряє, чи рядок 'typeTodo = { title: string; завершено: логічний; }' обробляється правильно і якщо вироблений AST відповідає очікуваній структурі. Ця стратегія гарантує правильну поведінку аналізатора в будь-якому контексті, роблячи рішення більш стійким і надійним. Охоплюючи багато випадків використання, ми гарантуємо, що наш аналізатор ефективний для широкого спектру рядків DSL, подібних до 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

Створення та тестування аналізаторів TypeScript за допомогою ANTLR: розширені концепції

Під час розробки синтаксичного аналізатора для DSL, подібних до TypeScript, правильна обробка складних визначень типів потребує розуміння не лише граматичного дизайну ANTLR, а й того, як інтегрувати створений парсер із останніми інструментами TypeScript. На додаток до генерації файлів лексера та аналізатора з .g4 файлів, розробники повинні переконатися, що ці компоненти безперебійно працюють у їхніх середовищах розробки, особливо під час аналізу складних структур, таких як оголошення типу з вкладеними елементами. Одним із компонентів, який часто ігнорують, є ефективне усунення помилок синтаксичного аналізу.

Невідповідності між граматичними правилами та фактичною структурою вхідного тексту є поширеними причинами помилок аналізу. Якщо лексер генерує неправильні маркери через неповні або помилкові правила граматики, синтаксичний аналізатор не створюватиме правильний AST. Синтаксичний аналіз DSL, який містить об’єктоподібні структури, такі як визначення типу TypeScript, може завершитися помилкою, якщо мова не підтримує дуже вкладені структури. Використання інструментів налагодження ANTLR, таких як плагін ANTLRWorks, може допомогти візуалізувати потік маркерів і визначити, де існує проблема. Це дозволяє швидше виправляти граматичні проблеми.

Іншим важливим аспектом використання ANTLR у TypeScript є підтримання сумісності з екосистемою TypeScript. Попередньо описана проблема обробки помилок і джерела токенів є поширеною при поєднанні отриманого синтаксичного аналізатора з додатковими інструментами TypeScript, такими як ts-вузол. Розширюючи та належним чином реалізовуючи відсутні методи лексера (як пояснювалося раніше), ви гарантуєте, що ці інструменти правильно взаємодіють із отриманим аналізатором. Тестування за допомогою фреймворків модульного тестування, таких як Mocha, допомагає підтвердити, що рішення працює в різноманітних крайніх обставинах.