F＃转换基于DU的AST的功能方法

如何解决F＃转换基于DU的AST的功能方法

在OOP领域，例如使用访客模式的Roslyn及其语法重写器。很好，因为已经有一个基本的重写器类，该类定义了所有不做任何事情的访问方法，而我只需要重写我关心的方法即可。

与DU类AST相比，什么是可比的解决方案？

例如，如果我想编写一个访问AST的每个节点的函数，并用以下snippet (not made by me)解析）

我可以这样编写转换器函数

// strip all class type modifiers because of reasons
let typeTransformer (input:CSharpType) : CSharpType =
    match input with
    | Class (access,modifier,name,implements,members) ->
        Class (access,None,members)
    | _ -> input

let rec nameSpaceTransformer typeTransformer (input:NamespaceScope) : NamespaceScope =
    match input with
    | Namespace (imports,names,nestednamespaces) ->
        Namespace (imports,List.map (nameSpaceTransformer typeTransformer) nestednamespaces)
    | Types (names,types) ->
        Types (names,List.map typeTransformer types)

这已经很麻烦了，但是随着深入其中，情况变得越来越糟。这种表示是否不适合进行此类转换？

编辑：我实际上正在寻找的一种方式是，我可以仅定义特定的转换函数，然后将这些函数自动应用于正确的节点，而其他所有内容保持不变。

Here is my best try so far on a simplified example (Fable REPL) 注意注释后的最后两个let，在以后的用法中，只需要写那两个，然后用实际的AST实例调用transform replaceAllAsWithBsTransformer someAstRoot。当然，此解决方案无法正常工作，因为它将需要递归记录。（例如，transformMiddleNode函数实际上应该要求一个转换器记录，并要求它是transformleaf成员）。

这是我遇到的麻烦，我想说它可以通过OOP访问者模式很好地解决，但是我不知道如何在这里成功地进行镜像。

编辑2：

最后，我只是以

的形式实现了一个实际的访问者类。

type Transformer() =
    abstract member Transformleaf : Leaf -> Leaf
    default this.Transformleaf leaf = id leaf
    abstract member TransformMiddleNode : MiddleNode -> MiddleNode
    default this.TransformMiddleNode node =
        match node with
        | MoreNodes nodeList ->
            List.map this.TransformMiddleNode nodeList
            |> MoreNodes
        | Leaf leaf -> this.Transformleaf leaf |> Leaf
    abstract member TransformUpperNode : UpperNode -> UpperNode
    default this.TransformUpperNode node =
        match node with
        | MoreUpperNodes nodeList ->
            List.map TransformUpperNode nodeList |> MoreUpperNodes
        | MiddleNodes nodeList ->
            List.map TransformMiddleNode nodeList |> MiddleNodes
        ...

然后我可以定义特定的转换，例如：

type LeafTransformer()
    inherit Transformer()
    override this.Transformleaf leaf = someLeafTransformation leaf

其中someLeafTransformation: Leaf -> Leaf 这并不比OOP解决方案差一点（本质上是相同的，只是“底层”访问者界面被模式匹配所替代。

解决方法

您发布的代码肯定是按照“功能方式”来执行的。我不清楚这到底是“麻烦的”还是“变得越深的人变得越糟”。我认为这里的关键概念是尽可能简洁地编写您的函数（但要使它们变得不那么简明！），然后找出辅助函数和依赖于这些函数的更高级别函数的正确组合，并在需要时加上好的注释

您的第一个功能可能就是这样：

let transformModifier input =
    match input with
    | Class (a,modifier,c,d,e) -> (a,None,b,d)
    | _ -> input

这不太冗长，但仍然可读。实际上，由于现在唯一要做的就是更改class修饰符，因此它的可读性可能更高。

也许您可能想创建其他修改类的函数，并使用>>进行组合，然后从遍历整个树的更大函数中调用它们。

代码的最终可读性将主要取决于您（IMO）。

Expert F＃和 F＃Deep Dives 等书中对AST转换进行了很好的讨论。

我实际上正在寻找的一种方式是，我可以仅定义特定的转换函数，然后将这些函数自动应用于正确的节点，而其他所有内容保持不变。

我编写了一个名为FSharp.Text.Experimental.Transform的AST转换库，正是这样做的。巧合的是，我已经写了C# grammar definition，因此可以用来尝试解决“带状类修饰符”问题。

使用此库实现的解决方案，首先将C＃语法定义输入到 GrammarProvider 类型提供程序中。类型提供程序将提供解析输入文本的方法，并为语法中的每个非终结符提供类型。

open FSharp.Text.Experimental.Transform

type CSharp = GrammarProvider<"csharp.grm">

接下来，您定义仅在您关心的节点上运行的转换函数。由于您关心转换类的修饰符，因此将 ClassModifier* part of the ClassDefinition grammar production

// This function replaces any list of class modifiers with the empty list
let stripClassModifiers (_: CSharp.ClassModifier list) = []

最后，您解析输入文本，应用转换函数，然后未解析为字符串：

CSharp.ParseFile("path/to/program.cs").ApplyOnePass(stripClassModifiers).ToString()

ApplyOnePass()方法将对AST执行一次遍历，在发现类修饰符列表的任何地方应用stripClassModifiers转换，并使所有其他节点保持不变。

该库包含用于更复杂转换的更强大的方法，但是我希望上面的示例足以说明这个想法。有关教程，示例，API参考以及有关其功能的更多详细信息，请参见the library documentation。