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Roslyn 语法树中的各种语法节点及每个节点的含义

吕毅 发表于 2018-07-18

使用 Roslyn 进行源码分析时，我们会对很多不同种类的语法节点进行分析。如果能够一次性了解到各种不同种类的语法节点，并明白其含义和结构，那么在源码分析的过程中将会更加得心应手。

本文将介绍 Roslyn 中各种不同的语法节点、每个节点的含义，以及这些节点之间的关系和语法树结构。

基本概念

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using System;

namespace Walterlv.Demo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello Walterlv!");
        }
    }
}

以上是一个非常简单但完整的 .cs 文件。

在 Roslyn 的解析中，这就是一个“编译单元”（Compilation Unit）。编译单元是 Roslyn 语法树的根节点。紧接着的 using System 是 using 指令（Using Directives）；随后是命名空间声明（Namespace Declaration），包含子节点类型声明（Class Declaration）；类型声明包含子节点方法声明（Method Declaration）。

接下来，我们会介绍 Roslyn 语法树中各种不同种类的节点，以及其含义。

语法节点

语法树

CompilationUnit，是语法树的根节点。

关键字

UsingKeyword、NamespaceKeyword、PublicKeyword、InternalKeyword、PrivateKeyword、ProtectedKeyword、StaticKeyword、ClassKeyword、InterfaceKeyword、StructKeyword。

分别是 C# 的各种关键字：using, namespace, public, internal, private, protected, static, class, interface, struct。

InKeyword、OutKeyword、RefKeyword、ReturnKeyword、ConstKeyword、DefaultKeyword。

分别是 C# 的另一波关键字 in、out、ref、return、const、default。

ByteKeyword、CharKeyword、IntKeyword、LongKeyword、BoolKeyword、FloatKeyword、DoubleKeyword、DecimalKeyword。

分别是 C# 中的基元类型关键字byte、char、int、long、bool、float、double、decimal。需要注意的是，var 和 dynamic 并不是基元类型关键字，在语法节点中，它是 IdentifierName。

AsyncKeyword、AwaitKeyword。

分别是 async、await 关键字。

TrueKeyword、FalseKeyword。

分别是 true 和 false 关键字。

LockKeyword、CheckedKeyword、UncheckedKeyword、UnsafeKeyword、FixedKeyword。

分别是 lock、checked、unchecked、unsafe、fixed 关键字。

符号

DotToken、SemicolonToken、OpenBraceToken、CloseBraceToken、LessThanToken、GreaterThanToken、OpenParenToken、CloseParenToken。

分别是 C# 中的各种符号：., ;, {, }, <, >, (, )。

空白

EndOfLineTrivia 表示换行，WhitespaceTrivia 表示空格，EndOfFileToken 表示文件的末尾。

通常，这两个语法节点会在另一个节点的里面，作为另一个节点的最后一部分。比如 using Walterlv.Demo; 是一个 UsingDirective，它的最后一个节点 Semicolon 中就会包含换行符 EndOfLineTrivia。

指令

UsingDirective 是 using 指令。一个 using 指令包含一个 UsingKeyword，一个 QualifiedName 和一个 Semicolon（;）。

声明

NamespaceDeclaration、ClassDeclaration、MethodDeclaration、PropertyDeclaration、FieldDeclaration、VariableDeclaration。

分别是命名空间、类型、方法、属性、。

其中，属性声明包含一个 AccessorList，即属性访问器列表，访问期列表可以包含 GetAccessorDeclaration（属性 get）、SetAccessorDeclaration（属性 set）的声明。

这些声明通常是嵌套存在的。例如一个常规的文件的第 0、1 级语法节点通常是这样的：

  • CompilationUnit
    • UsingDirective
    • UsingDirective
    • NamespaceDeclaration
    • EndOfFileToken

类型声明是命名空间声明的子节点，类型成员的声明是类型声明的子节点。

名称和标识符

  • QualifiedName
    • 限定名称，可以理解为完整的名称。
    • 例如命名空间 Walterlv.DemoTool 的限定名称就是这个全称 Walterlv.DemoTool；类型 Walterlv.DemoTool.Foo 的限定名称也是这个全程 Walterlv.DemoTool.Foo。
  • IdentifierName
    • 标识名称，当前上下文下的唯一名称。
    • 例如 Walterlv 和 DemoTool 都是 Walterlv.DemoTool 这个命名空间的标识符。
  • IdentifierToken
    • 标识符，具体决定 IdentifierName 的一个字符串。
    • 这其实与 IdentifierName 是一样的意思，但是在语法树上的不同节点。
  • GenericName
    • 泛型名称，即 Foo 这种。

特性

AttributeList、Attribute。

一个允许添加特性的地方，如果添加了特性，那么可以得到 AttributeList 节点，内部包含了多个 Attribute 子节点。

形参和实参

形参是 parameter，实参是 argument。前者是定义的参数，后者是实际传入的参数。

语法节点中有两种不同的形参和实参，一个是泛型，一个是普通参数。

  • ParameterList
    • 形参列表，出现在方法声明中，即 void Foo(string a, bool b) 中的 (string a, bool b) 部分。
  • Parameter
    • 形参，即以上例子中的 string a 和 bool b 部分。
  • ArgumentList
    • 实参列表，出现在方法调用中，即 this.Foo(a, b) 中的 (a, b) 部分。
  • Argument
    • 实参，即以上例子中的 a 和 b 部分。
  • TypeParameterList
    • 泛型形参列表，出现在类型声明或者方法声明中，即 void Foo<T1, T2>(string a) 中的 <T1, T2> 部分。
  • TypeParameter
    • 泛型形参，即以上例子中的 T1 和 T2 部分。
  • TypeArgumentList
    • 泛型实参列表，出现在使用泛型参数的地方，例如 this.Foo<T1, T2>() 中的 <T1, T2> 部分。
  • TypeArgument
    • 泛型实参，即以上例子中的 T1 和 T2 部分。

语句块

  • Block
    • 即用 { 和 } 包裹的语句代码。
    • 当然并不是所有 { 和 } 包裹的都是语句（例如类型声明就不是），里面真正有代码时才是语句。
  • EqualsValueClause
    • 等号子句，例如 = null。我们经常称之为“赋值”语句。

语句

一个语句是指包含分号在内的实际执行的句子。

  • LocalDeclarationStatement
    • 本地变量声明语句，即 var a = 0; 这样的句子；其中，去掉分号的部分即前面我们提到的变量声明 VariableDeclaration。
    • 一个本地变量声明的语句也可以不包含赋值。
  • ExpressionStatement
    • 表达式语句，即 this.Foo(); 这样的一次方法调用。如果去掉分号，剩下的部分是表达式（Expression）。
  • IfStatement
    • if 语句，即一个完整的 if-else if-else。
  • ForStatement
    • for 语句。
  • ForEachStatement
    • for 语句。
  • WhileStatement
    • while 语句，即一个完整的 while。
  • DoStatement
    • do-while 语句。
  • DefaultStatement
    • default(); 语句。
  • ReturnStatement
    • return 语句。
  • CheckedStatement
    • checked 语句。
  • UncheckedStatement
    • checked 语句。
  • UnsafeStatement
    • unsafe 语句。
  • FixedStatement
    • unsafe 语句。

表达式

  • EqualsExpression
    • 相等判断表达式，即 a == b。
  • InvocationExpression
    • 调用表达式，即 Class.Method(xxx) 或 instance.Method(xxx) 这种完整的调用。
  • SimpleMemberAccessExpression
    • 这是 InvocationExpression 的子节点，是方法调用除去参数列表的部分，即 Class.Method 或 instance.Method。
    • 如果是获取属性（没有参数列表），那么也是这个节点。
  • AwaitExpression
    • await 表达式，即 await this.Foo() 这样的调用。
  • DefaultExpression
    • default() 表达式。
  • TrueLiteralExpression
    • true 表达式。
  • FalseLiteralExpression
    • false 表达式。
  • ParenthesizedLambdaExpression
    • 带括号的 lambda 表达式，例如：
    • () => xxx、(a) => xxx、(a, b) => xxx、(int a, string b) => xxx
    • () => { }、(a) => { }、(a, b) => { }、(int a, string b) => { }
  • SimpleLambdaExpression
    • 不带括号的 lambda 表达式，例如：
    • a => xxx、a => { }

基元类型

PredefinedType 是所有基元类型的节点。它的子节点可能是 BoolKeyword、StringKeyword 或其它基元类型的关键字。

C# 内建类型

NullableType、TupleType、ArrayType。

这三个分别是 C# 中语法级别支持的类型，分别是可空类型、元组类型和数组类型。

  • NullableType
    • 即 bool? 这种用于创建 Nullable<bool> 的语法。
  • TupleType
    • 即 (bool, string) 这种用于创建 ValueTuple<bool, string> 的语法。
  • ArrayType
    • 即 [] 这种用于创建数组类型的语法。

本文会经常更新，请阅读原文： https://blog.walterlv.com/post/roslyn-syntax-tree-nodes.html ，以避免陈旧错误知识的误导，同时有更好的阅读体验。

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