Chạy thử nghiệm phân tích cú pháp DSL trong TypeScript bằng ANTLR/Grammars-v4

Nắm vững phân tích cú pháp TypeScript cho DSL tùy chỉnh bằng ANTLR

Làm việc với các ngôn ngữ dành riêng cho miền (DSL) giống với ngữ pháp TypeScript cần có các công cụ phân tích cú pháp mạnh mẽ. Trong trường hợp này, ANTLR, một trình tạo trình phân tích cú pháp mạnh, có thể giúp tạo ra các thành phần từ vựng và trình phân tích cú pháp, cho phép các DSL đó được chuyển đổi thành Cây cú pháp trừu tượng TypeScript (AST). Tuy nhiên, việc triển khai điều này trong TypeScript có một số vấn đề phức tạp.

Bằng cách sử dụng ngữ pháp trong kho lưu trữ ANTLR/Grammars-v4, nhà phát triển có thể tạo trình phân tích cú pháp và từ vựng từ các tệp .g4 như Và . Các tệp này được yêu cầu để tạo nút AST TypeScript thuần túy, đặc biệt khi làm việc với các định nghĩa kiểu. Bất chấp tính hữu ích của nó, việc phân tích các chuỗi phức tạp—chẳng hạn như khai báo kiểu—có thể khó khăn.

Sử dụng trình phân tích cú pháp và từ vựng dựa trên ANTLR để phân tích một chuỗi như có thể dẫn đến những thất bại không mong muốn. Khi biên dịch các bài kiểm tra TypeScript, nhà phát triển có thể gặp phải các lỗi điển hình như loại không khớp hoặc thiếu thuộc tính trong , dẫn đến tin nhắn trong quá trình biên soạn.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét cách khắc phục những sự cố này và chạy thử nghiệm bằng cách sử dụng các ví dụ về kho lưu trữ ANTLR/Grammars-v4. Cuối cùng, bạn sẽ có thể phân tích chính xác các DSL giống TypeScript.

Yêu cầu	Ví dụ về sử dụng
CharStreams.fromString()	Lệnh này tạo một dòng ký tự từ chuỗi đầu vào. Nó được yêu cầu khi tạo mã thông báo từ các chuỗi DSL tùy chỉnh trông giống như TypeScript, cho phép lexer xử lý ký tự chuỗi đầu vào theo từng ký tự.
CommonTokenStream()	Tạo một luồng mã thông báo từ đầu ra lexer. Luồng mã thông báo này là một bước trung gian quan trọng trước khi trình phân tích cú pháp xử lý đầu vào được mã hóa. Nó hỗ trợ việc xử lý các mã thông báo liên tiếp để đảm bảo tuân thủ các quy tắc ngữ pháp.
new TypeScriptLexer()	Mã thông báo đầu vào bằng quy tắc ngữ pháp TypeScriptLexer.g4. Nó chuyển đổi đầu vào thô thành các mã thông báo từ vựng được trình phân tích cú pháp sử dụng.
new TypeScriptParser()	Tạo một đối tượng trình phân tích cú pháp với luồng mã thông báo do lexer tạo ra. các file xác định các quy tắc cho trình phân tích cú pháp này, nó diễn giải các mã thông báo và chuyển đổi chúng thành AST.
parser.startRule()	Lệnh này kích hoạt các quy tắc phân tích cú pháp của ngữ pháp, thường biểu thị cấu trúc cấp cao nhất của ngôn ngữ được phân tích cú pháp. Nó đảm bảo rằng quá trình phân tích cú pháp bắt đầu ở đúng vị trí trong DSL.
implements TokenSource	Đã thêm vào lớp lexer để triển khai giao diện. Điều này đảm bảo rằng từ vựng hoạt động chính xác trong TypeScript, giải quyết các vấn đề như thiếu phương thức dẫn đến lỗi phân tích cú pháp.
nextToken()	Tạo mã thông báo tiếp theo từ luồng đầu vào, ghi đè hành vi mặc định của lexer. Nó đảm bảo rằng lexer có thể tiếp tục cung cấp mã thông báo cho trình phân tích cú pháp trong khi phân tích chuỗi DSL.
describe()	Đây là một phần của khung thử nghiệm và xác định một bộ thử nghiệm trong đó một số thử nghiệm có thể được kết hợp. Nó được sử dụng để đảm bảo rằng các thành phần khác nhau của trình phân tích cú pháp hoạt động chính xác khi xử lý các chuỗi DSL khác nhau.
it()	Xác định một trường hợp thử nghiệm duy nhất trong bộ thử nghiệm. Nó được sử dụng để xác minh hành vi cụ thể, chẳng hạn như xác nhận rằng trình phân tích cú pháp có thể xử lý các định nghĩa loại chính xác hoặc tạo ra các lỗi phù hợp cho đầu vào bị lỗi.

Hiểu phân tích cú pháp TypeScript bằng ANTLR cho DSL tùy chỉnh

Trong các tập lệnh nhất định, chúng tôi sử dụng ANTLR để phát triển từ vựng và trình phân tích cú pháp cho DSL (Ngôn ngữ dành riêng cho miền) riêng biệt nhằm sao chép hệ thống loại của TypeScript. Giai đoạn đầu tiên là xác định các quy tắc ngữ pháp trong Và các tệp hỗ trợ mã thông báo và phân tích cú pháp đầu vào. Lệnh 'npx antlr4ts TypeScriptLexer.g4 TypeScriptParser.g4' tạo ra các tệp TypeScript cần thiết, bao gồm cả từ vựng và trình phân tích cú pháp. Các tệp này phân tích các chuỗi như 'typeStorage = {todos: Todo[];}' dưới dạng AST có cấu trúc (Cây cú pháp trừu tượng), một bước quan trọng trong việc chuyển đổi mã mà con người có thể đọc được sang định dạng mà máy có thể đọc được.

Từ vựng được tạo sẽ biến các chuỗi đầu vào thành một luồng mã thông báo, sau đó trình phân tích cú pháp sẽ diễn giải bằng cách sử dụng các quy tắc ngữ pháp được chỉ định trong tệp '.g4'. Trong tập lệnh của mình, chúng tôi sử dụng 'CharStreams.fromString()' để biến chuỗi đầu vào thành luồng ký tự cho từ vựng. Đầu ra lexer sau đó được sử dụng để tạo ra một , mà trình phân tích cú pháp sẽ sử dụng. Sự kết hợp giữa từ vựng và luồng mã thông báo này cho phép trình phân tích cú pháp hiểu chính xác cấu trúc của dữ liệu đầu vào bằng cách sử dụng các quy tắc ngữ pháp, chẳng hạn như nhận dạng các khai báo kiểu.

Trong tập lệnh thứ hai, chúng tôi khắc phục sự cố trong đó 'TypeScriptLexer' không triển khai đầy đủ giao diện 'TokenSource'. Bằng cách mở rộng lớp lexer và giới thiệu các phương thức còn thiếu, chẳng hạn như 'nextToken()', chúng tôi xác minh rằng lexer có thể hoạt động như một nguồn mã thông báo. Bước này rất quan trọng vì nếu không có các phương thức này, TypeScript sẽ đưa ra lỗi, như được hiển thị trong thông báo lỗi 'Loại 'TypeScriptLexer' không thể gán cho tham số của loại 'TokenSource''. Việc ghi đè các hàm này trong từ vựng tùy chỉnh sẽ giải quyết vấn đề biên dịch, cho phép luồng thích hợp từ chuỗi đầu vào đến AST.

Cuối cùng, tùy chọn cuối cùng giới thiệu các bài kiểm tra đơn vị bằng khung thử nghiệm Mocha. Những thử nghiệm này đảm bảo rằng trình phân tích cú pháp dịch chính xác các chuỗi DSL khác nhau. Ví dụ: kiểm tra sẽ kiểm tra xem chuỗi 'typeTodo = { title: string; đã hoàn thành: boolean; }' được xử lý chính xác và liệu AST được tạo ra có khớp với cấu trúc dự kiến ​​hay không. Chiến lược này đảm bảo rằng trình phân tích cú pháp hoạt động chính xác trong mọi ngữ cảnh, giúp giải pháp trở nên linh hoạt và đáng tin cậy hơn. Bằng cách đề cập đến nhiều trường hợp sử dụng, chúng tôi đảm bảo rằng trình phân tích cú pháp của chúng tôi có hiệu quả đối với nhiều chuỗi DSL giống 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

Xây dựng và thử nghiệm Trình phân tích cú pháp TypeScript với ANTLR: Các khái niệm nâng cao

Khi phát triển trình phân tích cú pháp cho DSL giống TypeScript, việc xử lý chính xác các định nghĩa kiểu phức tạp đòi hỏi phải hiểu không chỉ thiết kế ngữ pháp của ANTLR mà còn cả cách tích hợp trình phân tích cú pháp được tạo ra với các công cụ TypeScript gần đây. Ngoài việc tạo các tệp lexer và trình phân tích cú pháp từ các tệp, nhà phát triển phải đảm bảo rằng các thành phần này hoạt động liền mạch trong môi trường phát triển của họ, đặc biệt là khi phân tích cú pháp các cấu trúc phức tạp như khai báo kiểu với các phần tử lồng nhau. Một thành phần thường bị bỏ qua là việc gỡ lỗi hiệu quả các lỗi phân tích cú pháp.

Sự không khớp giữa các quy tắc ngữ pháp và cấu trúc thực tế của văn bản đầu vào là nguyên nhân phổ biến gây ra lỗi phân tích cú pháp. Nếu từ vựng tạo mã thông báo không chính xác do quy tắc ngữ pháp không đầy đủ hoặc sai, trình phân tích cú pháp sẽ không tạo ra AST đúng. Phân tích cú pháp DSL kết hợp các cấu trúc giống đối tượng, chẳng hạn như định nghĩa 'loại' của TypeScript, có thể thất bại nếu ngôn ngữ không hỗ trợ các cấu trúc lồng nhau cao. Việc sử dụng các công cụ gỡ lỗi của ANTLR, chẳng hạn như plugin ANTLRWorks, có thể hỗ trợ trực quan hóa luồng mã thông báo và xác định vấn đề tồn tại ở đâu. Điều này cho phép sửa lỗi ngữ pháp nhanh hơn.

Một khía cạnh quan trọng khác khi sử dụng ANTLR trong TypeScript là duy trì khả năng tương thích với hệ sinh thái TypeScript. Các mối lo ngại về xử lý lỗi và nguồn mã thông báo được mô tả trước đây là phổ biến khi kết hợp trình phân tích cú pháp kết quả với các công cụ TypeScript bổ sung như . Bằng cách mở rộng và triển khai đúng cách các phương thức còn thiếu của lexer (như đã giải thích trước đó), bạn đảm bảo rằng các công cụ này giao tiếp chính xác với trình phân tích cú pháp kết quả. Thử nghiệm bằng các khung thử nghiệm đơn vị, chẳng hạn như Mocha, giúp xác thực rằng giải pháp này hoạt động trong nhiều trường hợp khó khăn khác nhau.

1. ANTLR được sử dụng để làm gì trong TypeScript?
2. ANTLR là một công cụ tạo ra các từ vựng và trình phân tích cú pháp cho các ngữ pháp riêng biệt. Nó được sử dụng trong TypeScript để phát triển các trình phân tích cú pháp có khả năng diễn giải các DSL riêng biệt giống với cú pháp TypeScript.
3. Làm cách nào để tạo trình phân tích cú pháp TypeScript từ các tệp ngữ pháp?
4. Bằng cách đưa ra lệnh , ANTLR tạo ra một từ vựng và trình phân tích cú pháp trong TypeScript, sau đó bạn có thể sử dụng chúng để phân tích các chuỗi đầu vào tùy thuộc vào ngữ pháp.
5. CommonTokenStream được sử dụng để làm gì?
6. cung cấp mã thông báo từ lexer vào trình phân tích cú pháp. Đó là một luồng mà trình phân tích cú pháp đọc để xử lý đầu vào theo các quy tắc ngữ pháp.
7. Làm cách nào để khắc phục lỗi 'TokenSource' trong TypeScriptLexer của ANTLR?
8. Để khắc phục lỗi, hãy mở rộng lớp và thực hiện những gì còn thiếu phương pháp để đảm bảo nó hoạt động bình thường như một TokenSource.
9. Bạn có thể kiểm tra đơn vị trình phân tích cú pháp ANTLR trong TypeScript không?
10. Có, bạn có thể phát triển các bài kiểm tra đơn vị cho trình phân tích cú pháp ANTLR trong TypeScript bằng các công cụ như Mocha. Một thử nghiệm điển hình đảm bảo rằng trình phân tích cú pháp xử lý các chuỗi đầu vào cụ thể một cách chính xác và không có lỗi.

Việc xây dựng và thực hiện các thử nghiệm cho trình phân tích cú pháp TypeScript bằng ANTLR có thể khó khăn, đặc biệt khi xử lý các định nghĩa kiểu phức tạp. Giải quyết các sai sót trong từ vựng, chẳng hạn như lỗi, dẫn tới việc xử lý DSL nhanh hơn và đáng tin cậy hơn. Sử dụng các bài kiểm tra đơn vị để kiểm tra các giải pháp này sẽ cải thiện việc triển khai.

Làm theo các bước trong hướng dẫn này sẽ cho phép bạn phân tích cú pháp và kiểm tra các chuỗi DSL giống TypeScript một cách hiệu quả. Việc triển khai thiết lập trình phân tích cú pháp và từ vựng vững chắc cho phép bạn dễ dàng xử lý các ngữ pháp riêng biệt, đảm bảo tạo AST chính xác và tương tác hệ sinh thái TypeScript.