有没有语言可以指定自动修改代码？

Question

我正在做一些工作，我需要能够描述对某些要自动完成的程序代码的修改。

有没有任何语言可以描述这一点？

该语言应该具有接收代码中要进行修改的位置的模块或函数，并且应该允许指定可能要进行的修改。
它应该允许描述修改，例如删除给定函数、在一段代码周围添加 if 条件、添加不执行任何操作的新函数声明等。
修改应该在解析树上完成，以便仅通过修改就可以恢复原始代码。
我什至不需要该语言具有关联的解析器或实现，我所需要的只是语言本身的描述，无论是作为 BNF 语法还是非正式的。

我知道 phc（PHP 提前编译器）能够将源代码转换为 XML 表示形式并返回，从而更容易修改代码并恢复它。 我需要的是一种描述对 XML 的实际修改的方法，以便我可以运行一个程序，例如删除特定函数调用的所有实例，或在每个实例周围添加 if(false)。 此外，如果该语言与语言无关，那就更好了，尽管这不是必需的。

你认为这样的事情存在吗？

Answer 1

查看 Semantic Designs 的 DMS 软件重新工程工具包。它可能用于您正在寻找的东西。

Answer 2

关键思想是程序转换。 Ondrej 对 DMS 的想法是正确的，但我是 DMS 的作者，所以我可能有偏见。

用于完成转换的DMS语言称为“（DMS）规则规范语言”，或RSL，用于指定（程序转换）规则。这样的规则有：

• 一个名称（我们往往有很多个，这是引用它们的一种方便的方式）
• 参数（定义模式变量），根据感兴趣的目标语言语法键入，
• 左手“match-this” “pattern
• a right hand”替换为“pattern” 模式

通常以目标语言的表面语法编写，即正在转换的语言的本机语法以及模式变量的扩展。来区分
来自目标语言的 RSL 语言语法，模式写在（元）引号“...”内。模式内的 \ 字符是返回 RSL 的（元）转义。模式变量写作“\x”。一个（元）函数 foobar
写为 \foobar( ... )，注意 (meta)functions 参数上的 (meta)escape。在引号之外，需要元转义符，并且这些构造在编写时不带 \，例如 foobar(...)。

DMS 规则可能比这复杂得多，但这些是基础知识。表面语法模式并不代表文本；而是代表文本。相反，它们实际上代表了模式中代码的等效 AST。 DMS 规则用于匹配和更改 AST。程序转换系统当然必须有解析器来生成 AST，以及反解析器（“prettyprinters”）将 AST 转换回文本。 （DMS 有一个庞大的语言前端库，涵盖地球上所有广泛使用的语言和许多不常见的语言；我们刚刚添加了 MUMPS）。

对于您的具体示例，以下规则将解决问题：

“...删除给定函数”：

rule remove_function(f:IDENTIFIER,p:parameters,b:body): declarations -> declarations
  "  \f \p \b " -> " ; "  -- replace function delcaration by empty declation
  if f==target_function_name();

...在代码块周围添加 if 条件：

rule wrap_in_if(s:statement): statement -> statement
 " \s " ->  " \if ( \generated_condition\(\) ) \s ";

...添加不执行任何操作的新函数声明：

rule insert_noop_function(d:declarations): delcarations -> declarations
" \d " -> " \target_function\name\(\) ( )  { } ";

当您观察到，你必须将它们指向某个地方；这就是“元程序”的工作，它在 AST 中找到想要应用规则的位置，然后应用它们。对于您的规则，您需要（使用 DMS）和明确的程序方法来找到正确的位置。对于某些 DMS 规则，您可以简单地“随处”应用； DMS 基本上会遍历指定的 AST 并为您应用规则。

几条规则从来都不会令人印象深刻，就像几行代码也不会令人印象深刻一样。几百或几千条规则可以做非常壮观的事情（例如完整的语言翻译），就像几百或几千行代码可以产生非常有趣的结果一样。不同之处在于，传统代码使用数字、字符串和结构，而程序转换工具则通过程序结构 (AST) 进行计算。

有一个完整的工作示例，展示了如何定义 DMS 的语言和规则，以及如何应用这些规则来实现“程序修改”（该示例实际上修改了“代数表达式”，但思想完全相同）。

DMS 是毫不掩饰的商业性，而且它不是一个廉价工具，因此它可能不是您论文所需要的。

如果不是 DMS，您可以获得具有相同想法的免费工具。考虑 TXL (www.txl.ca) 或 StrategoXt (www.strategoxt.org)。 DMS、TXL、Stratego 都使用表面语法模式进行程序转换，但 TXL 和 Stratego 无法像 DMS IMHO 那样处理大规模的代码更改。 （出于某些原因，请在 DMS 网站上阅读有关流量分析的信息）。不过，TXL 和 Stratego 非常适合学习基础知识和构建强大的演示。