[论文解读] MontiCore: A Framework for the Development of Textual Domain Specific Languages

Hans Grönninger, Holger Krahn+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2014

Model-Driven Software Engineering Techniques参考文献 5被引用 8

一句话总结

MontiCore 是一个框架，通过结合可读的表面语法和抽象语法的紧凑、无冗余语法定义，实现文本领域特定语言（DSL）的高效开发。它通过语言继承和嵌入支持模块化，将面向对象概念（如继承和关联）集成到基于语法的建模中，并支持自动生成编辑器和代码模板，显著降低 DSL 开发的工作量。

ABSTRACT

In this paper we demonstrate a framework for efficient development of textual domain specific languages and supporting tools. We use a redundance-free and compact definition of a readable concrete syntax and a comprehensible abstract syntax as both representations significantly overlap in their structure. To further improve the usability of the abstract syntax this definition format integrates additional concepts like associations and inheritance into the well-understood grammar-based approach. Modularity concepts like language inheritance and embedding are used to simplify the development of languages based on already existing ones. In addition, the generation of editors and a template approach for code generation is explained.

研究动机与目标

• 解决定义文本 DSL 的表面语法和抽象语法时的复杂性和冗余问题。
• 通过将面向对象概念（如继承和关联）集成到基于语法的定义中，提升抽象语法的可用性。
• 通过语言继承和嵌入支持模块化 DSL 开发，简化基于现有语言创建新语言的过程。
• 通过自动生成编辑器和代码模板，支持工具生成，降低手动实现的工作量。
• 提供统一、紧凑且人类可读的语法定义，减少开发开销并提高可维护性。

提出的方法

• 采用统一的基于语法的方法，以最小冗余合并表面语法和抽象语法。
• 直接将高级建模概念（如关联和继承）集成到语法定义中，以增强表达能力。
• 通过语言继承和嵌入支持语言模块化，实现对现有语言构造的重用。
• 使用专用的编辑器生成器，从语言定义自动生成语法感知编辑器。
• 实现基于模板的代码生成机制，将抽象语树映射到目标代码，支持可定制模板。
• 使用紧凑且人类可读的格式定义语言规范，以提高可维护性和开发人员生产力。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何使文本 DSL 的表面语法和抽象语法定义更加紧凑且减少冗余？
• RQ2 面向对象概念（如继承和关联）在基于语法的 DSL 定义中能多大程度上被有效集成？
• RQ3 语言继承和嵌入等模块化机制如何简化新 DSL 的开发？
• RQ4 能否从单一语言规范中可靠且高效地生成自动工具（如编辑器和代码生成器）？
• RQ5 统一且紧凑的语法定义对 DSL 的可维护性和可用性有何影响？

主要发现

• 将继承和关联集成到基于语法的语法定义中，显著提升了抽象语法的表达能力和可用性，同时未增加复杂性。
• 语言继承和嵌入使开发人员能够通过重用现有语言组件高效构建新 DSL，从而减少开发时间和工作量。
• 从语言定义自动生成语法感知编辑器，支持快速原型设计并提升开发人员生产力。
• 基于模板的代码生成支持灵活且可定制的目标代码生成，实现 DSL 模型到实现代码的无缝映射。
• 统一且紧凑的语法定义减少了表面语法和抽象语法之间的冗余，使语言规范更具可维护性和可读性。