从命令行在 Java 代码中进行更高级别的语义搜索和替换

Question

grep诸如、sed、awk、 和 之类的命令行工具perl允许执行文本搜索和替换操作。

但是，是否有任何工具允许我从命令行在 Java 代码库中执行语义搜索和替换操作？

例如，Eclipse IDE 允许我轻松地重命名变量、字段、方法或类。但我希望能够从命令行执行相同的操作。

上面的重命名操作只是一个示例。我还希望能够选择具有附加语义约束的替换文本，例如：

• 仅 C、D 和 E 类的方法 M1、M2 的范围；
• 仅 C 类的所有变量或字段；
• 出现某个类变量的所有表达式；
• 仅变量的类定义范围；
• 仅类 C 的方法 M 的所有重写版本的范围；
• ETC。

使用此类任意语义约束选择代码后，我希望能够对其进行任意转换。

所以，基本上，我需要访问代码的符号表。

问题：

1. 是否有适合此类工作的现有工具，或者我必须自己构建一个工具？
2. 即使我必须自己构建一个，是否存在任何工具或库至少可以为我提供 Java 代码的符号表，并在其上添加我自己的搜索和替换以及其他重构操作？

Answer 1

你想要的是能够根据语法，受各种语义条件的约束找到代码，然后能够用新的语法替换找到的代码。

对符号表的访问（符号类型/范围/范围中的提及）只是一种语义约束。您可能还需要其他功能，例如控制流排序（这发生在之后）和数据流到达（此处生成的数据在那里被消耗）。事实上，您可能认为重要的语义条件数量无限，具体取决于语言的属性（该函数是否与该函数并行访问数据？）或您的应用程序兴趣（该矩阵是上三角矩阵吗？）

一般来说，您不可能拥有一个现成的工具具有所有可能感兴趣的语义条件。这意味着当您发现需要新的语义条件时，您需要表达它们。

您可能希望最好的工具是

• 了解语言语法
• 有一些内置的标准语义属性（我的偏好是符号表、控制和数据流分析）
• 可以用源代码来表达源上的模式
• 可以基于此类语义属性来约束模式
• 可以通过新的语义分析进行扩展以提供附加属性

有一个经典的工具可以做到这一点，即调用源程序到源程序的转换系统。

我的公司提供 DMS 软件重组工具包，它就是其中之一。DMS 已被用于对多种语言（包括 OP 的目标：Java）进行大规模生产转换。DMS的重写规则的形式为：

 rule <rule_name>(syntax_parameters): syntax_category =
    <match_pattern> ->  <replacement_pattern>
    if  <semantic_condition>;

您可以看到模式语言和重写规则的更多详细信息，如下所示：DMS 重写规则。

值得注意的是，重写规则代表对树的操作。这意味着虽然它们可能看起来像文本字符串匹配，但实际上并非如此。因此，无论存在任何空格问题，重写规则都会匹配（在 DMS 的情况下，即使数字基数或字符串转义存在差异）。这使得 DMS 模式匹配比正则表达式更有效，并且更容易编写，因为您不必担心这些问题。

此软件推荐链接显示了如何使用 DMS 定义规则，以及（根据 OP 的请求）“从命令行运行它们”：这不像运行 SED 那样简洁，但它正在执行更复杂的任务。

DMS 有一个带有符号表、控制和数据流分析的 Java 前端。如果需要额外的语义分析，可以使用 DMS 的底层编程语言对其进行编码。