Eclipse JDT AST的基本使用

Eclipse JDT AST 是当前语法树工具中，目前我使用过的最稳定的工具，但是奈何当前的文档比较少，而AST是代码分析的基础，这篇文章主要是介绍JDT AST的核心类的使用。

Eclipse中的Eclipse JDT提供了一组访问和操作Java源代码的API，Eclipse AST是其中一个重要组成部分，它提供了AST、ASTParser、ASTNode、ASTVisitor等类，通过这些类可以获取、创建、访问和修改抽象语法树。

参考：

• 【Eclipse AST】AST的获取与访问
• 使用JDT转java代码为AST
• AST(抽象语法树)超详细

语法树分析器——ASTParser

在我们在将源代码转换成AST之前，需要使用 ASTParser。Eclipse AST提供了ASTParser类用于解析源代码，ASTParser有两种导入源代码的方式，一种是以Java Model的形式，另一种是以字符数组的形式。ASTParser的创建与使用如下：

ASTParser astParser = ASTParser.newParser(/*API Level*/);
astParser.setSource(/*Source Code*/);

参数说明如下：

• API Level：Java编程规范（Java Language Specification，简写为JLS），此参数为常量，例如AST.JLS3。
• Source Code：方法setSource()针对不同形式的源代码作为参数而进行了重载，主要分类为字符数组形式（char[]）和JavaModel形式（ICompilationUnit、IClassFile等）。

如果传入的字符数组不是完整的一个Java文件，而是一个表达式或语句，又怎么办呢？可以按照以下代码对ASTParser进行设置：

astParser.setKind(/*Kind of Construct*/);

其中Kind of Construct是所需解析的代码的类型，包括：

• K_COMPILATION_UNIT：编译单元，即一个Java文件
• K_CLASS_BODY_DECLARATIONS：类的声明
• K_EXPRESSION：单个表达式
• K_STATEMENTS：语句块

创建并设定好ASTParser后，便可以开始源代码与AST的转换，代码如下：

CompilationUnit result = (CompilationUnit) (astParser.createAST(null));

createAST()方法的参数类型为IProgressMonitor，用于对AST的转换进行监控，不需要的话就填个null即可。本代码示例是以待解析的源代码为一完整的Java文件（对应一个编译单元Compilation Unit）为前提的，所以在转换为AST后直接强制类型转换为CompilationUnit。CompilationUnit是ASTNode的子类，指的就是整个Java文件，也是AST的根节点。

AST根节点——CompilationUnit

获取 Compilation Unit 的代码

/** * get compilation unit of source code * * @param javaFilePath * @return CompilationUnit */
public static CompilationUnit getCompilationUnit(String javaFilePath) {

    byte[] input = null;
    try {
        BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(javaFilePath));
        input = new byte[bufferedInputStream.available()];
        bufferedInputStream.read(input);
        bufferedInputStream.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    /* 创建抽象语法书解析器，按照Java语言规范Java SE 8 Edition (JLS8)解析， 支持操作所有jdk8版本的Java代码操作 */
    ASTParser astParser = ASTParser.newParser(AST.JLS8);

    /* Java编译参数,默认astKind类型为编译单元K_COMPILATION_UNIT，解析器将源码会解析为一个编译单元类型CompilationUnit K_COMPILATION_UNIT：包含所有的类型声明、import、package等等节点 K_CLASS_BODY_DECLARATIONS：仅将源码的class body（含子节点）部分解析。不包含类型、import、package等信息 K_STATEMENTS：源码将被解析为一个语句序列statements数组，package、import节点会被解析成assert语句，其余节点正常解析 K_EXPRESSION：源码将被解析为一个表达式，如果将一个类的源码传入，返回的将会是一对解析失败的报错，类的import等节点均不是表达式 */
    astParser.setKind(ASTParser.K_COMPILATION_UNIT);

    /* ASTParser绑定源码 */
    astParser.setSource(new String(input).toCharArray());

    /* 请求编译器为其创建的AST节点提供绑定信息。默认为false，如果设置为true，那么可以该去该语法树节点的全限定类名等信息。 */
    astParser.setResolveBindings(true);

    // 如果不设置 setResolveBindings是无效的，四个属性配置其中给一个即可，如果不配置全部默认为null
    // 第1个参数 classpathEntries：当没有Java project时（直接解析某个文件），解析绑定信息使用的classpath,例如：String[] classpathEntries = new String[]{"D:\Applications\apache-maven-3.5.0\conf\repository\org\springframework\spring-beans\4.3.20.RELEASE\spring-beans-4.3.20.RELEASE.jar"};
    // 第2个参数 sourcepathEntries：当没有Java project时（直接解析某个文件），解析绑定信息使用的sourcepath,例如：String[] sourcepathEntries = new String[]{"D:\Applications\apache-maven-3.5.0\conf\repository\org\springframework\spring-beans\4.3.20.RELEASE\spring-beans-4.3.20.RELEASE-sources.jar"};
    // 第3个参数 sourcepathsEncodings：sourcepaths条目解析使用编码
    // 第4个参数 includeRunningVMBootclasspath：运行时VM的bootclasspath追加至给定的classpath
    astParser.setEnvironment(null, null, null, true);

    // 如果开启则允许编译器创建包含语法错误的语句，当解析时发现语法错误会保留statementsRecoveryData，
    // 用于语句恢复，获取恢复数据的方法不希望被客户端使用，仅供框架内部使用
    astParser.setStatementsRecovery(true);

    /* 这个函数一定要调用，参数随便设置一个字符串都可以。不调用 在一些地方会出现resolveBinding()为空的情况。 在使用setSource(char [])方法的时候，后面要加上setEnvironment和setUnitName方法。setEnvironment方法单独使用是可以加入具体参数，但是setUnitName方法也使用的时候，参数只能用(null, null, null, true)才跑的出结果。 */
    astParser.setUnitName("example.java");

    /* createAST()方法的参数类型为IProgressMonitor，用于对AST的转换进行监控，不需要的话就填个null即可。 */
    CompilationUnit compilationUnit = (CompilationUnit) (astParser.createAST(null));

    return compilationUnit;
}

Eclipse AST 的核心类：ASTNode、ASTVisitor

• ASTNode：AST节点类，所有的节点类型都是ASTNode的子类，至于某一个节点源代码具体到底是什么节点，可以通过ASTView来查看。
• ASTVisitor：AST访问者类，它针对不同类型的节点提供了一系列重载的visit()和endvisit()方法，意思就是访问到该类型的节点时执行visit()方法，访问完该类型节点后执行endvisit()方法。其中，visit()方法需返回boolean类型的返回值，表示是否继续访问子节点。另外ASTVisitor还提供了preVisit()和postVisit()方法，参数类型为ASTNode，也就是说不论哪种类型的节点，访问前后都要分别执行preVisit()和postVisit()。这些方法的具体实现由ASTVisitor的子类负责，如果不需要对所访问到的节点做处理，则无需在ASTVisitor的子类中覆盖这些方法。

Eclipse AST访问节点这一部分的设计采用了访问者模式，不同类型的节点是待访问的具体元素，ASTNode充当抽象元素角色，ASTVisitor充当抽象访问者，而我们自己写的ASTVisitor的子类充当具体访问者，而程序代码就是对象结构，包含了不同种类的节点供访问者来访问。

在使用 Eclipse AST访问节点时需要先声明一个类继承自ASTVisitor，即增加具体访问者类，并覆盖相应的方法，编写需执行的操作，实例化这个访问者类后调用ASTNode的accept()方法，将ASTVisitor作为参数传入，就可以执行访问了，此处对应了访问者模式的“双重分派”机制，如果不熟悉的童鞋，可以先学习一下访问者模式。

下面给出一个示例，实现输出给定Java文件中所声明的类名、方法名和属性名，基本步骤如下：

(1) 通过ASTView确定类、方法和属性的声明对应的AST节点分别是TypeDeclaration、MethodDeclaration和FieldDeclaration，FieldDeclaration类比较特殊，因为一个FieldDeclaration下可能有多个同类型的属性被声明，形如“privateint a, b;”。

(2) 创建一个新的访问者子类，继承自ASTVisitor，并覆盖参数类型为TypeDeclaration、MethodDeclaration和FieldDeclaration的visit()方法，由于需要遍历所有节点，因此将返回值都设为true。

(3) TypeDeclaration、MethodDeclaration可以直接获得相关的名字并输出，而FieldDeclaration需要遍历它的子节点VariableDeclarationFragment，由于FieldDeclaration提供了返回所有VariableDeclarationFragment的方法，因此这里直接采用for循环遍历即可。

import org.eclipse.jdt.core.dom.ASTVisitor;
import org.eclipse.jdt.core.dom.FieldDeclaration;
import org.eclipse.jdt.core.dom.MethodDeclaration;
import org.eclipse.jdt.core.dom.TypeDeclaration;
 
public class DemoVisitor extends ASTVisitor {
 
	@Override
	public boolean visit(FieldDeclaration node) {
		for (Object obj: node.fragments()) {
			VariableDeclarationFragment v = (VariableDeclarationFragment)obj;
			System.out.println("Field:\t" + v.getName());
		}
		
		return true;
	}
 
	@Override
	public boolean visit(MethodDeclaration node) {
		System.out.println("Method:\t" + node.getName());
		return true;
	}
 
	@Override
	public boolean visit(TypeDeclaration node) {
		System.out.println("Class:\t" + node.getName());
		return true;
	}
}

下面提供一个测试类，对上述解析源代码的工具类(JdtAstUtil)和访问AST的访问者类(DemoVisitor )进行测试：

import org.eclipse.jdt.core.dom.CompilationUnit;
 
import com.ast.util.JdtAstUtil;
import com.ast.visitor.DemoVisitor;
 
public class DemoVisitorTest {
	
	public DemoVisitorTest(String path) {
		CompilationUnit comp = JdtAstUtil.getCompilationUnit(path);
		
		DemoVisitor visitor = new DemoVisitor();
		comp.accept(visitor);
	}
}

提供一个待处理的简单Java源代码文件(ClassDemo.java)如下：

public class ClassDemo {
	
	private String text = "Hello World!", text2;
	
	public void print(int value) {
		System.out.println(value);
	}
	
	public void input(String value) {
		text2 = value;
	}
}

显示结果为：

P.S.，本实例工程中需要导入的jar包如下：

org.eclipse.core.contenttype.jar

org.eclipse.core.jobs.jar

org.eclipse.core.resources.jar

org.eclipse.core.runtime.jar

org.eclipse.equinox.common.jar

org.eclipse.equinox.preferences.jar

org.eclipse.jdt.core.jar

org.eclipse.osgi.jar