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工具概述

让我们概述一下 tree-sitter 命令行工具的所有功能。

Command: generate

您将使用的最重要的命令是 tree-sitter generate。该命令读取当前工作目录中的 grammar.js 文件,并创建一个名为 src/parser.c 的文件,该文件实现了解析器。在对语法进行更改后,只需再次运行 tree-sitter generate 即可。

第一次运行 tree-sitter generate 时,它还会生成一些其他文件,用于以下语言的绑定:

C/C++

  • Makefile - 该文件告诉 make 如何编译您的语言。
  • bindings/c/tree-sitter-language.h - 该文件提供您语言的 C 接口。
  • bindings/c/tree-sitter-language.pc - 该文件提供有关您语言的 C 库的 pkg-config 元数据。
  • src/tree_sitter/parser.h - 该文件提供一些在生成的 parser.c 文件中使用的基本 C 定义。
  • src/tree_sitter/alloc.h - 该文件提供一些内存分配宏,用于外部扫描器(如果有的话)。
  • src/tree_sitter/array.h - 该文件提供一些数组宏,用于外部扫描器(如果有的话)。

Go

  • bindings/go/binding.go - 该文件将您的语言封装在一个 Go 模块中。
  • bindings/go/binding_test.go - 该文件包含 Go 包的测试。

Node

  • binding.gyp - 该文件告诉 Node.js 如何编译您的语言。
  • bindings/node/index.js - 这是 Node.js 在使用您的语言时最初加载的文件。
  • bindings/node/binding.cc - 该文件将您的语言封装在一个 JavaScript 模块中,以供 Node.js 使用。

Python

  • pyproject.toml - 该文件是 Python 包的清单。
  • setup.py - 该文件告诉 Python 如何编译您的语言。
  • bindings/python/binding.c - 该文件将您的语言封装在一个 Python 模块中。
  • bindings/python/tree_sitter_language/__init__.py - 该文件告诉 Python 如何加载您的语言。
  • bindings/python/tree_sitter_language/__init__.pyi - 该文件在 Python 中使用时为您的解析器提供类型提示。
  • bindings/python/tree_sitter_language/py.typed - 该文件在 Python 中使用时为您的解析器提供类型提示。

Rust

  • Cargo.toml - 该文件是 Rust 包的清单。
  • bindings/rust/lib.rs - 该文件在 Rust 中使用时将您的语言封装在一个 Rust crate 中。
  • bindings/rust/build.rs - 该文件封装了 Rust crate 的构建过程。

Swift

  • Package.swift - 该文件告诉 Swift 如何编译您的语言。
  • bindings/swift/TreeSitterLanguage/language.h - 该文件在 Swift 中使用时将您的语言封装在一个 Swift 模块中。

如果您的语法中存在歧义或局部歧义,Tree-sitter 会在解析器生成期间检测到,并会退出并显示 Unresolved conflict 错误消息。有关这些错误的更多信息,请参见下文。

Command: build

build 命令将您的解析器编译成可动态加载的库,可以是共享对象文件( .so.dylib.dll )或 WASM 模块。

您可以通过 CC 环境变量更改编译器可执行文件,并通过 CFLAGS 添加额外的标志。对于 macOS 或 iOS,您可以分别设置 MACOSX_DEPLOYMENT_TARGETIPHONEOS_DEPLOYMENT_TARGET 来定义最低支持的版本。

您可以使用 --wasm/-w 标志指定是否将其编译为 wasm 模块,并且可以选择使用 --docker/-d 标志通过 Docker 或 Podman 提供 emscripten。这消除了在本地机器上安装 emscripten 的需要。

您可以使用 --output/-o 标志指定共享对象文件(本地或 WASM)的输出位置,该标志接受绝对路径或相对路径。请注意,如果您不提供此标志,CLI 将尝试根据父目录确定语言名称( 例如,在 tree-sitter-javascript 中构建将解析为 javascript ),以用于输出文件。如果无法确定,它将默认为 parser,从而在当前工作目录中生成 parser.soparser.wasm

最后,您还可以指定实际语法目录的路径,以防您当前不在语法目录中。这可以通过提供一个路径作为第一个位置参数来完成。

示例:

bash
tree-sitter build --wasm --output ./build/parser.wasm tree-sitter-javascript

请注意,tree-sitter-javascript 参数是第一个位置参数。

Command: test

tree-sitter test 命令允许您轻松测试解析器是否正常工作。

对于添加到语法中的每条规则,您应该首先创建一个测试,描述解析该规则时语法树的外观。这些测试使用特殊格式的文本文件编写,位于解析器根文件夹中的 test/corpus/ 目录内。

例如,您可能有一个名为 test/corpus/statements.txt 的文件,其中包含一系列类似这样的条目:

txt
==================
Return statements
==================

func x() int {
  return 1;
}

---

(source_file
  (function_definition
    (identifier)
    (parameter_list)
    (primitive_type)
    (block
      (return_statement (number)))))
  • 每个测试的名称写在两个只包含 =(等号)字符的行之间。

  • 然后编写输入源代码,接着是一行包含三个或更多 -(破折号)字符的行。

  • 然后,预期输出语法树以 S 表达式的形式编写。S 表达式中空白的确切位置无关紧要,但理想情况下,语法树应该易于阅读。请注意,S 表达式不显示像 func(; 这样的语法节点,这些节点在语法中表示为字符串和正则表达式。它只显示命名节点,如本页面解析器使用部分所述。

    预期输出部分还可以选择性地显示与每个子节点关联的字段名称。要在测试中包含字段名称,可以在 S 表达式中在节点本身之前编写节点的字段名称,后跟一个冒号:

    txt
    (source_file
    (function_definition
      name: (identifier)
      parameters: (parameter_list)
      result: (primitive_type)
      body: (block
        (return_statement (number)))))
  • 如果您的语言语法与 ===--- 测试分隔符冲突,您可以选择添加一个任意相同的后缀(在下面的示例中为 |||)来消除歧义:

    txt
    ==================|||
    Basic module
    ==================|||
    
    ---- MODULE Test ----
    increment(n) == n + 1
    ====
    
    ---|||
    
    (source_file
      (module (identifier)
        (operator (identifier)
          (parameter_list (identifier))
          (plus (identifier_ref) (number)))))

这些测试非常重要。它们作为解析器的 API 文档,并且每次更改语法时都可以运行这些测试,以验证一切仍然能够正确解析。

默认情况下,tree-sitter test 命令会运行 test/corpus/ 文件夹中的所有测试。要运行特定测试,可以使用 -f 标志:

bash
tree-sitter test -f 'Return statements'

建议全面添加测试。如果它是一个可见节点,请将其添加到 test/corpus 目录中的测试文件中。通常,测试每个语言结构的所有排列组合是个好主意。这不仅增加了测试覆盖率,还可以让读者熟悉检查预期输出的方法,并了解语言的“边界”。

属性

测试可以使用一些属性进行注释。属性必须放在标题中,位于测试名称下方,并以 : 开头。一些属性还需要参数,这时需要使用括号。

注意:如果您想提供多个参数,例如在多个平台上运行测试或测试多种语言,可以在新行上重复该属性。

可用的属性如下:

  • :skip — 此属性将在运行 tree-sitter test 时跳过测试。这在您想暂时禁用测试而不删除它时很有用。
  • :error — 此属性将断言解析树包含错误。这在验证某个输入无效时很有用,无需显示整个解析树,因此您应省略 --- 行下方的解析树。
  • :fail-fast — 如果标记有此属性的测试失败,此属性将停止测试其他附加测试。
  • :language(LANG) — 此属性将使用指定语言的解析器运行测试。这对多解析器仓库(如 XML 和 DTD,或 TypeScript 和 TSX)很有用。默认解析器将是根 package.jsontree-sitter 字段的第一个条目,因此选择第二个甚至第三个解析器的方式很有用。
  • :platform(PLATFORM) — 此属性指定测试应运行的平台。这在测试特定于平台的行为时很有用(例如,Windows 的换行符与 Unix 不同)。此属性必须与 Rust 的 std::env::consts::OS 匹配。

使用属性的示例:

txt
=========================
Test that will be skipped
:skip
=========================

int main() {}

-------------------------

====================================
Test that will run on Linux or macOS

:platform(linux)
:platform(macos)
====================================

int main() {}

------------------------------------

========================================================================
Test that expects an error, and will fail fast if there's no parse error
:fail-fast
:error
========================================================================

int main ( {}

------------------------------------------------------------------------

=================================================
Test that will parse with both Typescript and TSX
:language(typescript)
:language(tsx)
=================================================

console.log('Hello, world!');

-------------------------------------------------

自动编译

您可能会注意到,在重新生成解析器后第一次运行 tree-sitter test 时,会花费一些额外的时间。这是因为 Tree-sitter 会自动将您的 C 代码编译成可动态加载的库。每当您通过重新运行 tree-sitter generate 更新解析器时,它都会根据需要重新编译解析器。

语法高亮测试

tree-sitter test 命令还会运行 test/highlight 文件夹中的任何语法高亮测试(如果该文件夹存在)。有关语法高亮测试的更多信息,请参见语法高亮页面

Command: parse

您可以使用 tree-sitter parse 在任意文件上运行您的解析器。这将打印生成的语法树,包括节点的范围字段名称,如下所示:

lisp
(source_file [0, 0] - [3, 0]
  (function_declaration [0, 0] - [2, 1]
    name: (identifier [0, 5] - [0, 9])
    parameters: (parameter_list [0, 9] - [0, 11])
    result: (type_identifier [0, 12] - [0, 15])
    body: (block [0, 16] - [2, 1]
      (return_statement [1, 2] - [1, 10]
        (expression_list [1, 9] - [1, 10]
          (int_literal [1, 9] - [1, 10]))))))

您可以将任意数量的文件路径和 glob 模式传递给 tree-sitter parse,它将解析所有给定的文件。如果发生任何解析错误,该命令将以非零状态码退出。您还可以使用 --quiet 标志防止打印语法树。此外,--stat 标志会打印所有处理文件的聚合解析成功/失败信息。这使得 tree-sitter parse 可用作辅助测试策略:您可以检查大量文件是否解析无误:

bash
tree-sitter parse 'examples/**/*.go' --quiet --stat

Command: highlight

您可以使用 tree-sitter highlight 对任意文件进行语法高亮。这可以直接使用 ANSI 转义码将颜色输出到终端,或者生成 HTML(如果使用 --html 标志)。有关更多信息,请参见语法高亮页面

语法 DSL

以下是您可以在 grammar.js 中用来定义规则的内置函数的完整列表。其中一些函数的用例将在后面的章节中详细解释。

  • 符号($ 对象) - 每个语法规则都编写为一个 JavaScript 函数,参数惯例上称为 $。语法 $.identifier 用于在规则中引用另一个语法符号。名称以 $.MISSING$.UNEXPECTED 开头的符号应避免使用,因为它们在 tree-sitter test 命令中具有特殊含义。
  • 字符串和正则表达式字面量 - 语法中的终端符号使用 JavaScript 字符串和正则表达式描述。当然,在解析过程中,Tree-sitter 实际上并不使用 JavaScript 的正则表达式引擎来评估这些正则表达式;它生成自己的正则表达式匹配逻辑,作为每个解析器的一部分。正则表达式字面量只是用作在语法中编写正则表达式的方便方式。
  • 正则表达式限制 - 目前,实际上只支持正则表达式引擎的一个子集。这是因为某些功能(如前瞻和环视断言)在 LR(1) 语法中不可行,并且某些标志对于 Tree-sitter 来说是不必要的。然而,许多功能是默认支持的:
    • 字符类 [abc]
    • 字符范围 [a-z]
    • 字符集
    • 量化符号 *, +, ?, {n}, {n,}, {n,m}
    • 替代 |
    • 分组 (...)
    • Unicode 字符转义 \d, \w, \s, \D, \W, \S
    • Unicode 属性转义
  • 序列:seq(rule1, rule2, ...) - 这个函数创建一个匹配多个其他规则的规则,按顺序一个接一个地匹配。这类似于在 EBNF 表示法中简单地将多个符号写在一起。
  • 选择:choice(rule1, rule2, ...) - 这个函数创建一个匹配一组可能规则之一的规则。参数的顺序无关紧要。这类似于 EBNF 表示法中的 |(管道)运算符。
  • 重复:repeat(rule) - 这个函数创建一个匹配给定规则出现零次或多次的规则。这类似于 EBNF 表示法中的 {x}(花括号)语法。
  • 重复:repeat1(rule) - 这个函数创建一个匹配给定规则出现一次或多次的规则。前面的 repeat 规则是通过 repeat1 实现的,但由于其非常常用,所以单独包含。
  • 可选项:optional(rule) - 这个函数创建一个匹配给定规则出现零次或一次的规则。这类似于 EBNF 表示法中的 [x](方括号)语法。
  • 优先级:prec(number, rule) - 这个函数为给定规则标记一个数值优先级,该优先级将在解析器生成时用于解决 LR(1) 冲突。当两个规则以一种代表真实歧义或在一个前瞻符号下的局部歧义的方式重叠时,Tree-sitter 将尝试通过匹配优先级更高的规则来解决冲突。所有规则的默认优先级为零。这类似于 Yacc 语法中的优先级指令
  • 左结合性:prec.left([number], rule) - 这个函数将给定规则标记为左结合(并可选地应用数值优先级)。当出现所有规则具有相同数值优先级的 LR(1) 冲突时,Tree-sitter 将参考规则的结合性。如果有一个左结合规则,Tree-sitter 将优先匹配一个更早结束的规则。这类似于 Yacc 语法中的结合性指令
  • 右结合性:prec.right([number], rule) - 这个函数类似于 prec.left,但它指示 Tree-sitter 优先匹配一个更晚结束的规则。
  • 动态优先级:prec.dynamic(number, rule) - 这个函数类似于 prec,但给定的数值优先级是在运行时而不是在解析器生成时应用的。仅在使用语法中的 conflicts 字段动态处理冲突以及存在真正的歧义(多个规则正确匹配给定代码片段)时才需要这样做。在这种情况下,Tree-sitter 比较与每个规则关联的总动态优先级,并选择总优先级最高的规则。这类似于 Bison 语法中的动态优先级指令
  • 标记:token(rule) - 这个函数将给定规则标记为仅生成一个标记。Tree-sitter 的默认行为是将语法中的每个字符串或正则表达式字面量视为一个单独的标记。每个标记由词法分析器单独匹配,并作为树中的叶子节点返回。token 函数允许您使用上述函数表达一个复杂规则(而不是单个正则表达式),但仍然让 Tree-sitter 将其视为一个单独的标记。token 函数只接受终端规则,因此 token($.foo) 是无效的。您可以将其视为将字符串或正则表达式的复杂规则简化为单个标记的快捷方式。
  • 立即标记:token.immediate(rule) - 通常,空白(以及任何其他额外内容,如注释)在每个标记之前都是可选的。此函数表示仅在没有空白的情况下,标记才会匹配。
  • 别名:alias(rule, name) - 此函数使给定规则在语法树中以另一个名称出现。如果 name 是一个符号,如 alias($.foo, $.bar),则别名规则将作为名为 bar命名节点出现。如果 name 是一个字符串字面量,如 alias($.foo, 'bar'),则别名规则将作为匿名节点出现,就像该规则已被编写为简单字符串一样。

除了 namerules 字段外,语法还具有一些其他可选的公共字段,这些字段会影响解析器的行为。

  • extras - 一个标记数组,这些标记可以出现在语言的任何地方。这通常用于空白字符和注释。extras 的默认值是接受空白字符。要显式控制空白字符,请在语法中指定 extras: $ => []
  • inline - 一个规则名称数组,这些规则应通过用其定义的副本替换所有用法自动从语法中移除。这对于在多个地方使用但不希望在运行时创建语法树节点的规则非常有用。
  • conflicts - 一个包含规则名称数组的数组。每个内部数组表示语法中存在的一个 LR(1) 冲突规则集。当这些冲突在运行时发生时,Tree-sitter 将使用 GLR 算法来探索所有可能的解释。如果多个解析最终成功,Tree-sitter 将选择其对应规则具有最高总动态优先级的子树。
  • externals - 一个标记名称数组,这些标记可以由外部扫描器返回。外部扫描器允许您编写在词法分析过程中运行的自定义 C 代码,以处理无法通过正则表达式描述的词法规则(例如 Python 的缩进标记)。
  • precedences - 一个字符串数组的数组,其中每个字符串数组按降序定义命名优先级级别。这些名称可以在 prec 函数中使用,以相对于数组中的其他名称定义优先级,而不是全局定义。只能用于解析优先级,不能用于词法优先级。
  • word - 将匹配关键字以进行关键字提取优化的标记名称。
  • supertypes - 一个隐藏规则名称数组,这些规则在生成的节点类型文件中应被视为“超类型”。