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Java代碼分析器(二): 使用DOM API操作抽象語法樹

pf_miles / 1750人閱讀

摘要：請下載一份源代碼，這里有個(gè)對應(yīng)的源碼包元素的組合需要遵守基本的語法規(guī)則不是全部。名字也是表達(dá)式的一種，是指變量名類名包名等元素，它們在中都屬于抽象類，分為和兩種具體類。

另載于 http://www.qingjingjie.com/blogs/3

上篇博客末尾提到了一棵抽象語法樹長什么樣子。JDT提供了一套DOM API來讓我們順利地控制這樣一棵樹。

讀完本篇后請繼續(xù)完成上篇的延伸閱讀：http://help.eclipse.org/ 點(diǎn)擊JDT Plug-in User Guide -> Programmer"s Guide -> JDT Core -> Manipulating Java Code。

各種語法元素用不同的結(jié)點(diǎn)類來表示，一些主要的類有：
CompilationUnit: 編譯單元，相當(dāng)于一個(gè).java文件
AbstractTypeDeclaration: 各種類型的聲明及定義，如類、接口、枚舉、注解。以下幾個(gè)類都繼承自該類
TypeDeclaration: 類或接口
EnumDeclaration: 枚舉類
AnnotationInterfaceDeclaration: 注解，即@interface Xxx {...}
MethodDeclaration: 方法
FieldDeclaration: 域 (成員變量)
Modifier: 修飾符，如public, static, volatile等，也包括注解，如@Override
Block: 代碼塊，也就是花括號(hào){...}所包裹的一段代碼
Statement: 語句，是代碼塊的一部分，也就是以;或}結(jié)尾的一段代碼
Expression: 表達(dá)式，是語句或聲明的一部分, 例如a+b, "seg", a.call(b), ((Number) this)等

其中一些是抽象類，它們會(huì)有一些具體的子類，列舉在抽象類的javadoc中。

結(jié)點(diǎn)之間通過對象引用來連接，舉個(gè)例子，MethodDeclaration主要有這么幾個(gè)屬性:

SimpleName name; //方法名
List parameters; //方法參數(shù)
List modifiers;
List typeParameters; //泛型參數(shù)
Type returnType;
Block body; //方法體
Javadoc javadoc;

為了掌握J(rèn)DT的使用方法，我們需要觀看其javadoc和源代碼，因?yàn)槲臋n太缺乏。這部分源代碼還是挺容易懂的。
請下載一份源代碼，這里有個(gè)Eclipse 4.3.1對應(yīng)的JDT源碼包 http://grepcode.com/snapshot/repository.grepcode.com/java/eclipse.org/4.3.1/org.eclipse.jdt/core/3.9.1

元素的組合需要遵守基本的語法規(guī)則(不是全部)。當(dāng)我們用上篇博客的方式讀入并解析Java代碼時(shí)，JDT只會(huì)做詞法分析和語法分析，而不會(huì)做語義分析，因此只能發(fā)現(xiàn)符號(hào)不合法、語句不完整、括號(hào)不匹配之類的簡單錯(cuò)誤，至于變量未聲明、類型不匹配、缺少import、方法未實(shí)現(xiàn)之類的錯(cuò)誤，則不會(huì)發(fā)現(xiàn)。語義分析需要Eclipse workspace的支持，因此需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)Eclipse插件，本系列博客不研究這件事；如果費(fèi)點(diǎn)工夫，也是可以自行實(shí)現(xiàn)一定程度的語義分析的，如果有空可以分享一下。

為了更好地理解語法樹結(jié)構(gòu)，請讀者運(yùn)行上篇的代碼，解析一個(gè)真實(shí)的.java文件，在debug模式下逐級(jí)展開觀察CompilationUnit的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

然后我們來介紹一些語法概念，方便進(jìn)一步理解：

字面量是表達(dá)式的一種，int, boolean, String的常量(以及null, X.class)在語法上都是字面量(literal)。

名字也是表達(dá)式的一種，是指變量名、類名、包名等元素，它們在JDT中都屬于Name抽象類，分為SimpleName和QualifiedName兩種具體類。SimpleName是不帶"."的標(biāo)識(shí)符，如變量名foo；QualifiedName則是帶有"."的合成名字，如包名java.util.List。QualifiedName是由SimpleName組成的。
根據(jù)Java語法，標(biāo)識(shí)符只能包含字母、數(shù)字、下劃線“_”、美元符號(hào)“$”，且不得以數(shù)字開頭。

從上篇最后的代碼開始，從CompilationUnit出發(fā)跟著對象引用一路走下去，就能分析代碼結(jié)構(gòu)了。但是到了代碼塊一級(jí)就要開始面對數(shù)不清的甚至有嵌套的語句和表達(dá)式了，不得了啊。其實(shí)我們可以使用ASTVisitor來遍歷所有結(jié)點(diǎn)，不用自己硬著頭皮一層層去訪問。

像下面的代碼，就自定義了一個(gè)visitor，來遍歷所有的方法調(diào)用，我們把它應(yīng)用到CompilationUnit這棵樹上(也可以應(yīng)用到任意一棵子樹上):

ASTVisitor visitor = new ASTVisitor() {
    @Override
    public boolean visit(MethodInvocation mi) {
        System.out.println(mi);
        return true;
    }
}
compilationUnit.accept(visitor); //應(yīng)用到樹上

這樣它就在這棵樹上走了一圈，碰到合適的結(jié)點(diǎn)就干活。"return true"的作用是告訴visitor繼續(xù)前進(jìn)，如果return false，visitor就會(huì)停止前進(jìn)。

再來溜一段復(fù)雜點(diǎn)的代碼，我們把visitor的visit方法改一改:

ASTVisitor visitor = new ASTVisitor() {
    @Override
    public boolean visit(MethodInvocation mi) {
        if (mi.getExpression() instanceof ThisExpression) {
            mi.setExpression(null);
        }
        return true;
    }
}
compilationUnit.accept(visitor);
System.out.println(compilationUnit.toString());

如果代碼中含有this.doThing()這樣的調(diào)用，處理后重新輸出的代碼會(huì)變成doThing()，this被去掉了。

[本篇待續(xù)]

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