Definition von domänenspezifischen Sprachen mit Xtext: Einführung. 19. November 2014

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1 Definition von domänenspezifischen Sprachen mit Xtext: Einführung 19. November 2014

2 Überblick Was ist zu tun, wenn wir selbst einen Ansatz für modellgetriebenen Entwicklung definieren wollen? Anforderungserfassung für die domänenspezifische Modellierungssprache (DSML) Definition einer DSML Werkzeugentwicklung für diese DSML Sprachtests 121

3 Definition einer domänenspezifischen Modellierungssprache Wie definieren wir die Syntax einer domänenspezifischen Modellierungssprache? Metamodell Grammatik (EBNF) Wie definieren wir die Semantik einer domänenspezifischen Modellierungssprache? Interpreter: In-place Modelltransformation Compiler: Modell-Code-Transformation 122

4 Syntaxdefinition mit Xtext Syntaxdefinition mit Grammatiken in EBNF Definition der konkrete Syntax Welche terminalen Symbole? (Welche Schlüsselwörter?) Definition des abstrakten Syntaxbaums Mit der konkreten Syntaxdefinition verschränkt Generierung eines korrespondierenden EMF-Modells Generierung eines textuellen Editors für die definierte Sprache als Eclipse-Plugin Xtext gehört zum Eclipse Modeling Projekt: 123

5 Erzeugung eines Xtext-Projekts Erzeugen eines Xtext- Projekts: File New Project Xtext Xtext Project Generierter Code und selbstgeschriebener Code sind klar getrennt. src: für selbstgeschriebenen Code src-gen für generierten Code 124

6 Eine erste Grammatikdefinition nichtterminale Symbole: Model, Expr, Variable, Op Features: Zugriff auf Knoten des abstrakten Syntaxbaums mind. ein Feature, hier expr Ein Fehler: Eine linksrekursive Regel 125

7 Problem Linksrekursion Der Parser liest topdown und von links nach rechts. Der Parser schaut nur ein Token voraus. Er kann nicht entscheiden, wie tief er im Baum absteigen soll. Expr Expr Model Op + Op Expr Expr 20 Variable + 20 a 126

8 Eine EBNF für einfache Ausdrücke: Zweiter Versuch hier Bearbeitung des Ausdrucks von links nach rechts dadurch keine Rekursion Xtext benutzt einen LL_Parser. 127

9 EBNF-Konzepte: Terminale Regeln Namen (Identifiers): Zahlen: Trennzeichen (White spaces): 128

10 Weitere EBNF-Konzepte Operatoren für die rechte Regelseite: Alternativen: Operator Exakt einmal: kein Operator Ein oder kein Mal: Operator? Beliebig oft: Operator * Einmal oder öfter: Operator + Klammerung für die Anwendung von Operatoren auf Gruppen von Symbolen. 129

11 Generierung eines Editors Verweis auf Grammatik Dateiendung festlegen Projektnamen festlegen Workflow definieren Eventuell vorher generierten Code löschen Code generieren.ui: Editor.tests: Testsuite 130

12 Generierung eines Editors Code generieren: Im Kontextmenü der Datei GenerateMyDsl.mwe2: Run As MWE2 Workflow Runtime Workbench starten: Minimale Eclipse Umgebung zum Ausführen von Eclipse Plugins Run Run As Eclipse Application Erstellen einer Datei für Ausdrücke: In einem Projekt: New File Datei mit definierter Endung anlegen: test.mydsl 131

13 Generierung eines EMF-Modells Für das Startsymbol eine Klasse. Für das Feature eine Eigenschaft. Das EMF-Modell wird aussagekräftiger, wenn weitere Features definiert werden. 132

14 Entwicklung einer größeren DSL Aufgabe: Eine textuelle Modellierungssprache für einfache Klassenmodelle Sprachdesign: Welche Modellelemente haben wir? Wie stellen wir Beziehungen zwischen Modellelementen dar? Wie stellen wir Eigenschaften der Modellelemente dar? Iterative Entwicklung Basismodelle: Imports, Typen, Klassen, Eigenschaften Erweiterungen: Sichtbarkeiten, Vererbung, etc. 133

15 Grammatik für einf. Klassenmodelle 134

16 Ein Beispielmodell 135

17 Zusammenfassung Mit Xtext kann eine textuelle domänenspezifische Sprache definiert werden. Syntaxdefinition mit Grammatiken in EBNF Definition der konkrete Syntax Definition des abstrakten Syntaxbaums Durch die EBNF Generierung eines korrespondierenden EMF-Modells Generierung eines textuellen Editors für die definierte Sprache als Eclipse-Plugin Weitere Informationen zu Xtext: 136

18 Definition von domänenspezifischen Sprachen mit Xtext: Der abstrakte Syntaxbaum in EMF 19. November 2014

19 Überblick Wie sieht der abstrakte Syntaxbaum für ein textuelles Modell aus? Wie sieht das korrespondierende EMF-Modell aus? Wie kann die Struktur des EMF-Modells beeinflusst werden? Weitere Features von Xtext 138

20 Korrespondenz: Grammatik - EMF-Modell Jede Regel liefert ein Objekt eines bestimmten Typs zurück. Typen sind z.b. Model, Statement, Expr,. Mit returns hinter der linken Regelseite kann ein Typ explizit angegeben werden. Features spezifizieren Zugriffsoperationen: stats, var, expr, var= setvar() stats+= getlist().add() cond?= setcond(true) 139

21 Das generierte EMF-Modell Pro Parser-Regel eine EClass Pro definiertes Feature ein Feature im EMF-Modell Feature-Typ ist das zugeordnete Symbol. Kardinalität je nach Operation in der Regel. Pro Rückgabewert einer terminalen Regel ein EDataType. Regeln ohne definierte Features werden im EMF- Modell nicht abgebildet. 140

22 Grammatik: Importe Import von EMF-Modellen: In der Workflow-Datei: Angabe der benutzten GenModels In der Xtext-Datei: Import eines EMF-Modells hier zur Benutzung von Java-Typen 141

23 Angereicherte Grammatik für Klassenmodelle Cross Reference: Prüft, ob das referenzierte Element schon definiert ist 142

24 Grammatik: Xtext und Java Erweiterung der Xtext-Grammatik: definiert das zu referenzierende Element Instanzmodell in einem Java-Projekt: eventuell classpath setzen 143

25 Grammatik: Enum-Regeln Grammatiken dürfen enum-regeln enthalten, die Werte aufzählen: Aus enum-regeln werden Enumerations im EMF- Modell. 144

26 Grammatik: Spezifikation von Vererbung Grammatikregel mit Alternativen: EMF-Modell mit Vererbung: 145

27 Grammatik: Ungeordnete Gruppen Mit & können ungeordnete Gruppen spezifiziert werden. Element tritt ein oder kein Mal auf:? Element tritt genau einmal auf: kein Zusatz Element tritt mehrfach hintereinander auf: * oder + Elemente dieser Art dürfen nicht unterbrochen werden

28 Mischen von Grammatiken Grammatik benutzt extern definierte terminale Regeln. Zwei Grammatiken werden gemischt. Dabei dürfen auch Regeln überschrieben werden

29 Zusammenfassung Die EBNF-Grammatik und ihre Features können zur Definition des unterliegenden EMF-Modells genutzt werden. Das unterliegende EMF-Modell und der Parserbaum müssen nicht gleich sein. Im Modell können Java-Typen referenziert werden. Grammatiken können modular entwickelt und später integriert werden. 148