C#代码解析工具的使用与开发

在软件开发过程中,对源代码的解析是一个常见需求。无论是代码分析、智能提示、代码度量还是代码生成,都可能需要对C#代码进行解析。本文将介绍如何使用现有的工具和库来解析C#代码,并展示如何开发自己的解析工具。

Mono编译器简介

Mono项目提供了一个开源的C#编译器,它包括.NET基础类库的实现、.NET虚拟机等。Mono编译器支持C#的多个版本,包括3.0和4.0。尽管Mono编译器功能相对完整,能够解析大多数实际遇到的C#源代码,但其代码库的使用并不简单。

NRefactory库

为了简化C#代码的解析,可以使用CSharpDevelop项目中的NRefactory库。这个库提供了更好的解决方案来解析C#代码。具体使用方法如下:

  1. 下载并解压CSharpDevelop项目源代码。
  2. 删除GlobalAssembyInfo.cs文件并编译解决方案。
  3. 设置NRefactoryDemo项目为启动项目。

通过这种方式,可以更轻松地解析C#代码。

使用场景

开源的C#编译器在多种场景下都非常有用,例如:

  • 源代码分析:包括智能提示、代码度量和源代码分析等应用。
  • 代码生成:根据特定规则生成代码。

尽管.NET基础类库提供了解析C#代码的接口,但这些接口并未实现。如果安装了Visual Studio,可以尝试使用一些未公开的COM接口来解析代码。

使用Mono C#编译器的挑战

使用Mono C#编译器的最大挑战在于,它并非设计为可重用的代码库,也不打算作为库使用。在使用Mono C#编译器的过程中,可能会遇到以下问题:

  • 某些成员变量或类需要是public,但实际上是protected。
  • 编译器对代码的某些遍历会撤销解析树中的对象字段,从而破坏解析树的部分内容。
  • 需要从解析器追踪到解析树,以找出某些信息存储的位置,因为有很多字段的命名具有误导性。
  • 表示解析树的类数量众多,继承层次结构复杂。

在熟悉代码后,最后一点成为了最大的挑战。

目标

本文的目标是展示如何使用C#解析器来转储解析树中的信息。不会涉及Mono C#编译器中的代码生成。将展示两个应用:

  • 解析树浏览器:通过这个应用,可以以交互式的方式将代码中的文本部分与解析树连接起来。这个应用对于需要理解解析器代码的任何场景都非常有用。
  • 从解析树中提取部分内容,用于搜索源代码的应用。

使用Mono C#编译器代码的准备

可以选择下载代码,其中包含对Mono编译器的修改,或者从头开始下载Mono。

代码是一个Visual Studio 2010项目,包含了生成的cs-parser.cs以及其他在本文中解释的修改。

  1. 下载并编译Mono。
  2. 编译jay解析器生成器。
  3. 从cs-parser.jay生成cs-parser.cs。
  4. 编译dmcs项目。

发现在Ubuntu Linux上编译完整的Mono项目最容易。使用apt-get安装了额外的库,然后运行configure和make。cs-parser.cs文件在mono-2.6.7\mcs\mcs\目录中生成。将这个文件复制到Windows中的Visual Studio环境中。

理解代码

启动编译器的代码在driver.cs中。查看了这个代码,以了解如何实例化解析树:

static ModuleContainer ParseFile(string fileName){ string[] args = new String[] {fileName, "--parse"}; CompilerCallableEntryPoint.Reset(); Mono.CSharp.Driver d = Mono.CSharp.Driver.Create(args, false, new ConsoleReportPrinter()); d.Compile(); return RootContext.root; } string fileName = @" monitor.cs"; ModuleContainer parseTree = ParseFile(fileName);

需要注意的是,解析树作为RootContext类中的一个静态字段出现。如果解析多个文件,静态字段没有适当清理,可能会导致问题。在运行解析器之前,最好调用CompilerCallableEntryPoint.Reset()来清除状态。

作为第二个例子,考虑如何找到存储在using指令中的内容,例如"using System.Collections;"。建议的方法是创建两个初始相同的示例,但第二个示例包括using指令。然后,将两个示例的解析树转储到两个文本文件中,并运行diff来找出差异。

通过两种不同的方法生成解析树。一种使用反射,另一种使用接口。反射的优点是实现简单,缺点是转储的数据量很大。作为替代方案,实现了一种不同的策略:只列出要求的信息。每个表示解析器信息的类都需要实现一个接口,并导出有趣的数据片段。

应用1

想展示的应用是解析的C#代码浏览器。已经描述了如何找到Mono C#编译器代码的方法。对于所有相关类,将实现一个名为IVisitable的接口,这将帮助遍历解析树。

有两种模式:

  • 第一种模式使用接口,并导出告诉它的信息。
  • 第二种模式使用反射,并禁止导出告诉它的信息。

两种模式互为补充,并在屏幕截图中展示。

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