パーサーリファクタリング: 文法から AST 構築の分離¶

概要¶

このリファクタリングは、Builder パターンを導入して、Onion コンパイラでの解析の関心事と AST 構築を分離します。この分離にはいくつかの利点があります。

テスト容易性: AST 構築はパースなしで独立してテストできる
柔軟性: 異なる目的のために異なる AST ビルダーを使える
保守性: 文法の変更が AST 構築の変更を必要とせず、その逆も同様
拡張性: パーサーを修正せずに新しい動作を追加できる

アーキテクチャ¶

リファクタリング前¶

元のパーサー（JJOnionParser.jj）は、文法ルール内で直接 AST ノードを構築していました。

AST.ClassDeclaration class_decl(int mset) : {
  // ... 変数宣言 ...
}{
  t1="class" t2=<ID> /* ... パース ... */ {
    return new AST.ClassDeclaration(  // 直接 AST 構築
      p(t1), mset, t2.image, ty1, toList(ty2s), sec3, toList(sec2s)
    );
  }
}

リファクタリング後¶

リファクタリングされたパーサーは ASTBuilder インターフェースを使用します。

AST.ClassDeclaration class_decl(int mset) : {
  // ... 変数宣言 ...
}{
  t1="class" t2=<ID> /* ... パース ... */ {
    return builder.createClassDeclaration(  // ビルダーに委譲
      p(t1), mset, t2.image, ty1, toList(ty2s), sec3, toList(sec2s)
    );
  }
}

コンポーネント¶

1. ASTBuilder トレイト（`ASTBuilder.scala`）¶

AST 構築のインターフェースを定義します。

trait ASTBuilder {
  def createCompilationUnit(...): AST.CompilationUnit
  def createClassDeclaration(...): AST.ClassDeclaration
  def createMethodDeclaration(...): AST.MethodDeclaration
  // ... その他の AST ノード作成メソッド
}

2. DefaultASTBuilder（`ASTBuilder.scala`）¶

単純に AST ノードを構築するデフォルト実装を提供します。

class DefaultASTBuilder extends ASTBuilder {
  def createClassDeclaration(...) = {
    AST.ClassDeclaration(location, modifiers, name, ...)
  }
}

3. ASTBuilderAdapter（`ASTBuilderAdapter.java`）¶

JavaCC とのシームレスな統合のための Java アダプター。

public class ASTBuilderAdapter {
  private final ASTBuilder builder;

  // Java-Scala 相互運用の複雑性を処理
  public AST.ClassDeclaration createClassDeclaration(...) {
    return builder.createClassDeclaration(...);
  }
}

4. JJOnionParserRefactored（`JJOnionParserRefactored.jj`）¶

直接の AST 構築の代わりに Builder パターンを使用するように修正された JavaCC 文法。

ユースケース¶

1. カスタム分析¶

class AnalyzingASTBuilder extends DefaultASTBuilder {
  var methodCount = 0

  override def createMethodDeclaration(...) = {
    methodCount += 1
    super.createMethodDeclaration(...)
  }
}

2. 検証¶

class ValidatingASTBuilder extends DefaultASTBuilder {
  override def createMethodDeclaration(...) = {
    if (args.length > 10) {
      throw new IllegalArgumentException("Too many parameters")
    }
    super.createMethodDeclaration(...)
  }
}

3. 変換¶

class TransformingASTBuilder extends DefaultASTBuilder {
  override def createMethodDeclaration(...) = {
    val modifiedBody = addLogging(body)
    super.createMethodDeclaration(..., modifiedBody)
  }
}

4. デバッグ¶

class LoggingASTBuilder extends DefaultASTBuilder {
  override def createClassDeclaration(...) = {
    println(s"Creating class: $name at $location")
    super.createClassDeclaration(...)
  }
}

移行戦略¶

フェーズ1: ビルダー基盤の作成（完了）
ASTBuilder トレイト
DefaultASTBuilder 実装
Java 相互運用のための ASTBuilderAdapter
フェーズ2: パーサーの段階的なリファクタリング
単純な構文（リテラル、識別子）から始める
複雑な構文（クラス、メソッド）へ移行
後方互換性を維持
フェーズ3: 既存コードの更新
Parsing.scala を新しいパーサーに対応
テストをリファクタリングされたコンポーネントで更新
フェーズ4: 新機能の活用
検証ビルダーの追加
変換ビルダーの実装
異なるコンパイルモード用の特殊ビルダーの作成

実現された利点¶

関心事の分離: 文法ルールは構文に集中し、ビルダーは意味に集中
テスト容易性: AST 構築ロジックをパースなしでユニットテスト可能
拡張性: カスタムビルダー経由で新しいコンパイル機能を追加可能
保守性: AST 構造の変更が文法の修正を必要としない
デバッグ: パーサーに触れずにロギング/トレースを追加可能

今後の強化¶

ビルダー合成: 複数のビルダーを連鎖して複雑な変換を行う
コンテキスト認識ビルド: コンパイルコンテキストを保持するビルダー
エラー回復: より良いエラーメッセージのための部分 AST を構築できるビルダー
最適化: パース中に早期最適化を実行するビルダー