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c++ - 如何获取clang抽象语法树右侧的整个表达式？

问题描述

让我们举一个玩具例子，假设我在 test.cpp 文件中有以下代码：

int main()
{
    int gt = 3; 
    int g = 10 / gt;
}

我想在除法运算中找到分母的变量名，然后使用clang我使用命令得到上述代码的抽象语法树（AST）clang -Xclang -ast-dump -fsyntax-only test.cpp。我得到以下输出

TranslationUnitDecl 0x34f8100 <<invalid sloc>> <invalid sloc>
|-TypedefDecl 0x34f8638 <<invalid sloc>> <invalid sloc> implicit __int128_t '__int128'
| `-BuiltinType 0x34f8350 '__int128'
|-TypedefDecl 0x34f8698 <<invalid sloc>> <invalid sloc> implicit __uint128_t 'unsigned __int128'
| `-BuiltinType 0x34f8370 'unsigned __int128'
|-TypedefDecl 0x34f8728 <<invalid sloc>> <invalid sloc> implicit __builtin_ms_va_list 'char *'
| `-PointerType 0x34f86f0 'char *'
|   `-BuiltinType 0x34f8190 'char'
|-TypedefDecl 0x34f8a48 <<invalid sloc>> <invalid sloc> implicit __builtin_va_list 'struct __va_list_tag [1]'
| `-ConstantArrayType 0x34f89f0 'struct __va_list_tag [1]' 1 
|   `-RecordType 0x34f8810 'struct __va_list_tag'
|     `-CXXRecord 0x34f8778 '__va_list_tag'
`-FunctionDecl 0x34f8af0 <test.cpp:1:1, line:5:1> line:1:5 main 'int (void)'
  `-CompoundStmt 0x34f8dc0 <line:2:1, line:5:1>
    |-DeclStmt 0x34f8c98 <line:3:2, col:12>
    | `-VarDecl 0x34f8c18 <col:2, col:11> col:6 used gt 'int' cinit
    |   `-IntegerLiteral 0x34f8c78 <col:11> 'int' 3
    `-DeclStmt 0x34f8da8 <line:4:2, col:17>
      `-VarDecl 0x34f8cc0 <col:2, col:15> col:6 g 'int' cinit
        `-BinaryOperator 0x34f8d80 <col:10, col:15> 'int' '/'
          |-IntegerLiteral 0x34f8d20 <col:10> 'int' 10
          `-ImplicitCastExpr 0x34f8d68 <col:15> 'int' <LValueToRValue>
            `-DeclRefExpr 0x34f8d40 <col:15> 'int' lvalue Var 0x34f8c18 'gt' 'int'

根据上述 AST 知识并使用 clang-query，我使用以下命令获取分母的变量名称

clang-query> match declRefExpr(isExpansionInMainFile(), allOf(hasAncestor(binaryOperator(hasOperatorName("/"))), hasAncestor(declStmt())  ))

我得到我的输出

Match #1:

/home/clang-llvm/cpp/code/test.cpp:4:15: note: "root" binds here
        int g = 10 / gt;
                     ^~
1 match.

现在我们在同一页面上，我有两个问题。

  1. 在上面的玩具示例中，如果我有另一个变量而不是 10，那么我的查询匹配两个变量（分子和分母）。如何限制我的 clang 查询以仅匹配作为除法运算的分母的变量？换句话说，如何找到出现在二元运算符“/”右侧的变量？一个例子是int g = gw / gt;

  2. 如果我在分母中有一个表达式，而不是变量 gt，那么如何使用 clang 获得整个表达式？换句话说，如何获得抽象语法树中二元运算符“/”右侧的表达式？一个简单的例子可以是 int g = gw / (gt - gw);，一个复杂的例子可以是int g = gw / gt - gw / gr * gg / sqrt( gt - gw ^ 2) + gq;

我感谢在这方面的任何帮助。

标签： c++clangabstract-syntax-treeclang-query

解决方案

Clang 有一个遍历匹配器“hasRHS()”，它完全符合您的要求。

int main()
{
    int gt = 3;
    int g = 10 / gt;

    int gw, gg, gr, gq;
    int g1 = gw / gt;
    int g2 = gw / (gt-gw);
    int g3 = gw / gt - gw / gr * gg / ( gt - gw ^ 2) + gq;
    return 0;
}

输出：

clang-query> match varDecl(hasDescendant(binaryOperator(hasOperatorName("/"), hasRHS(expr().bind("myExpr")))))

Match #1:
/home/test.cpp:4:18: note: "myExpr" binds here
    int g = 10 / gt;
                 ^~
/home/test.cpp:4:5: note: "root" binds here
    int g = 10 / gt;
    ^~~~~~~~~~~~~~~

Match #2:
/home/test.cpp:7:19: note: "myExpr" binds here
    int g1 = gw / gt;
                  ^~
/home/test.cpp:7:5: note: "root" binds here
    int g1 = gw / gt;
    ^~~~~~~~~~~~~~~~

Match #3:
/home/test.cpp:8:19: note: "myExpr" binds here
    int g2 = gw / (gt-gw);
                  ^~~~~~~
/home/test.cpp:8:5: note: "root" binds here
    int g2 = gw / (gt-gw);
    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Match #4:
/home/test.cpp:9:19: note: "myExpr" binds here
    int g3 = gw / gt - gw / gr * gg / ( gt - gw ^ 2) + gq;
                  ^~
/home/test.cpp:9:5: note: "root" binds here
    int g3 = gw / gt - gw / gr * gg / ( gt - gw ^ 2) + gq;
    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4 matches.

“myExpr”绑定到你想要的。参考：http ://clang.llvm.org/docs/LibASTMatchersReference.html

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