JCTree的介绍

JCTree是语法树元素的基类，包含一个重要的字段pos，该字段用于指明当前语法树节点(JCTree)在语法树中的位置，因此我们不能直接用new关键字来创建语法树节点，即使创建了也没有意义。此外，结合访问者模式，将数据结构与数据的处理进行解耦，部分源码如下：

public abstract class JCTree implements Tree, Cloneable, DiagnosticPosition {

public int pos = -1;

...

public abstract void accept(JCTree.Visitor visitor);

...

}

我们可以看到JCTree是一个抽象类，这里重点介绍几个JCTree的子类JCStatement：声明语法树节点，常见的子类如下JCBlock：语句块语法树节点

JCReturn：return语句语法树节点

JCClassDecl：类定义语法树节点

JCVariableDecl：字段/变量定义语法树节点

JCMethodDecl：方法定义语法树节点

JCModifiers：访问标志语法树节点

JCExpression：表达式语法树节点，常见的子类如下JCAssign：赋值语句语法树节点

JCIdent：标识符语法树节点，可以是变量，类型，关键字等等

TreeMaker介绍

TreeMaker用于创建一系列的语法树节点，我们上面说了创建JCTree不能直接使用new关键字来创建，所以Java为我们提供了一个工具，就是TreeMaker，它会在创建时为我们创建的JCTree对象设置pos字段，所以必须使用上下文相关的TreeMaker对象来创建语法树节点。

具体的API介绍可以参照，TreeMakerAPI，接下来着重介绍一下常用的几个方法。

TreeMaker.Modifiers

TreeMaker.Modifiers方法用于创建访问标志语法树节点(JCModifiers)，源码如下

public JCModifiers Modifiers(long flags) {

return Modifiers(flags, List.< JCAnnotation >nil());

}

public JCModifiers Modifiers(long flags,

List annotations) {

JCModifiers tree = new JCModifiers(flags, annotations);

boolean noFlags = (flags & (Flags.ModifierFlags | Flags.ANNOTATION)) == 0;

tree.pos = (noFlags && annotations.isEmpty()) ? Position.NOPOS : pos;

return tree;

}flags：访问标志

annotations：注解列表

其中flags可以使用枚举类com.sun.tools.javac.code.Flags来表示，例如我们可以这样用，就生成了下面的访问标志了。

treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC + Flags.STATIC + Flags.FINAL);

public static final

TreeMaker.ClassDef

TreeMaker.ClassDef用于创建类定义语法树节点(JCClassDecl),源码如下：

public JCClassDecl ClassDef(JCModifiers mods,

Name name,

List typarams,

JCExpression extending,

List implementing,

List defs) {

JCClassDecl tree = new JCClassDecl(mods,

name,

typarams,

extending,

implementing,

defs,

null);

tree.pos = pos;

return tree;

}mods：访问标志，可以通过TreeMaker.Modifiers来创建

name：类名

typarams：泛型参数列表

extending：父类

implementing：实现的接口

defs：类定义的详细语句，包括字段、方法的定义等等

TreeMaker.MethodDef

TreeMaker.MethodDef用于创建方法定义语法树节点(JCMethodDecl)，源码如下

public JCMethodDecl MethodDef(JCModifiers mods,

Name name,

JCExpression restype,

List typarams,

List params,

List thrown,

JCBlock body,

JCExpression defaultValue) {

JCMethodDecl tree = new JCMethodDecl(mods,

name,

restype,

typarams,

params,

thrown,

body,

defaultValue,

null);

tree.pos = pos;

return tree;

}

public JCMethodDecl MethodDef(MethodSymbol m,

Type mtype,

JCBlock body) {

return (JCMethodDecl)

new JCMethodDecl(

Modifiers(m.flags(), Annotations(m.getAnnotationMirrors())),

m.name,

Type(mtype.getReturnType()),

TypeParams(mtype.getTypeArguments()),

Params(mtype.getParameterTypes(), m),

Types(mtype.getThrownTypes()),

body,

null,

m).setPos(pos).setType(mtype);

}mods：访问标志

name：方法名

restype：返回类型

typarams：泛型参数列表

params：参数列表

thrown：异常声明列表

body：方法体

defaultValue：默认方法(可能是interface中的哪个default)

m：方法符号

mtype：方法类型。包含多种类型，泛型参数类型、方法参数类型、异常参数类型、返回参数类型。返回类型restype填写null或者treeMaker.TypeIdent(TypeTag.VOID)都代表返回void类型

TreeMaker.VarDef

TreeMaker.VarDef用于创建字段/变量定义语法树节点(JCVariableDecl)，源码如下

public JCVariableDecl VarDef(JCModifiers mods,

Name name,

JCExpression vartype,

JCExpression init) {

JCVariableDecl tree = new JCVariableDecl(mods, name, vartype, init, null);

tree.pos = pos;

return tree;

}

public JCVariableDecl VarDef(VarSymbol v,

JCExpression init) {

return (JCVariableDecl)

new JCVariableDecl(

Modifiers(v.flags(), Annotations(v.getAnnotationMirrors())),

v.name,

Type(v.type),

init,

v).setPos(pos).setType(v.type);

}mods：访问标志

name：参数名称

vartype：类型

init：初始化语句

v：变量符号

TreeMaker.Ident

TreeMaker.Ident用于创建标识符语法树节点(JCIdent)，源码如下

public JCIdent Ident(Name name) {

JCIdent tree = new JCIdent(name, null);

tree.pos = pos;

return tree;

}

public JCIdent Ident(Symbol sym) {

return (JCIdent)new JCIdent((sym.name != names.empty)

? sym.name

: sym.flatName(), sym)

.setPos(pos)

.setType(sym.type);

}

public JCExpression Ident(JCVariableDecl param) {

return Ident(param.sym);

}

TreeMaker.Return

TreeMaker.Return用于创建return语句(JCReturn)，源码如下

public JCReturn Return(JCExpression expr) {

JCReturn tree = new JCReturn(expr);

tree.pos = pos;

return tree;

}

TreeMaker.Select

TreeMaker.Select用于创建域访问/方法访问(这里的方法访问只是取到名字，方法的调用需要用TreeMaker.Apply)语法树节点(JCFieldAccess)，源码如下

public JCFieldAccess Select(JCExpression selected,

Name selector)

{

JCFieldAccess tree = new JCFieldAccess(selected, selector, null);

tree.pos = pos;

return tree;

}

public JCExpression Select(JCExpression base,

Symbol sym) {

return new JCFieldAccess(base, sym.name, sym).setPos(pos).setType(sym.type);

}selected：.运算符左边的表达式

selector：.运算符右边的表达式

下面给出一个例子，一语句生成的Java语句就是二语句

一. TreeMaker.Select(treeMaker.Ident(names.fromString("this")), names.fromString("name"));

二. this.name

TreeMaker.NewClass

TreeMaker.NewClass用于创建new语句语法树节点(JCNewClass),源码如下：

public JCNewClass NewClass(JCExpression encl,

List typeargs,

JCExpression clazz,

List args,

JCClassDecl def) {

JCNewClass tree = new JCNewClass(encl, typeargs, clazz, args, def);

tree.pos = pos;

return tree;

}encl：不太明白此参数的含义，我看很多例子中此参数都设置为null

typeargs：参数类型列表

clazz：待创建对象的类型

args：参数列表

def：类定义

TreeMaker.Apply

TreeMaker.Apply用于创建方法调用语法树节点(JCMethodInvocation)，源码如下：

public JCMethodInvocation Apply(List typeargs,

JCExpression fn,

List args) {

JCMethodInvocation tree = new JCMethodInvocation(typeargs, fn, args);

tree.pos = pos;

return tree;

}typeargs：参数类型列表

fn：调用语句

args：参数列表

TreeMaker.Assign

TreeMaker.Assign用户创建赋值语句语法树节点(JCAssign)，源码如下：

ublic JCAssign Assign(JCExpression lhs,

JCExpression rhs) {

JCAssign tree = new JCAssign(lhs, rhs);

tree.pos = pos;

return tree;

}lhs：赋值语句左边表达式

rhs：赋值语句右边表达式

TreeMaker.Exec

TreeMaker.Exec用于创建可执行语句语法树节点(JCExpressionStatement)，源码如下：

public JCExpressionStatement Exec(JCExpression expr) {

JCExpressionStatement tree = new JCExpressionStatement(expr);

tree.pos = pos;

return tree;

}TreeMaker.Apply以及TreeMaker.Assign就需要外面包一层TreeMaker.Exec来获得一个JCExpressionStatement

TreeMaker.Block

TreeMaker.Block用于创建组合语句的语法树节点(JCBlock)，源码如下：

public JCBlock Block(long flags,

List stats) {

JCBlock tree = new JCBlock(flags, stats);

tree.pos = pos;

return tree;

}flags：访问标志

stats：语句列表

com.sun.tools.javac.util.List介绍

在我们操作抽象语法树的时候，有时会涉及到关于List的操作，但是这个List不是我们经常使用的java.util.List而是com.sun.tools.javac.util.List，这个List比较奇怪，是一个链式的结构，有头结点和尾节点，但是只有尾节点是一个List，这里作为了解就行了。

public class List extends AbstractCollection implements java.util.List {

public A head;

public List tail;

private static final List> EMPTY_LIST = new List((Object)null, (List)null) {

public List setTail(List var1) {

throw new UnsupportedOperationException();

}

public boolean isEmpty() {

return true;

}

};

List(A head, List tail) {

this.tail = tail;

this.head = head;

}

public static List nil() {

return EMPTY_LIST;

}

public List prepend(A var1) {

return new List(var1, this);

}

public List append(A var1) {

return of(var1).prependList(this);

}

public static List of(A var0) {

return new List(var0, nil());

}

public static List of(A var0, A var1) {

return new List(var0, of(var1));

}

public static List of(A var0, A var1, A var2) {

return new List(var0, of(var1, var2));

}

public static List of(A var0, A var1, A var2, A... var3) {

return new List(var0, new List(var1, new List(var2, from(var3))));

}

...

}

com.sun.tools.javac.util.ListBuffer

由于com.sun.tools.javac.util.List使用起来不方便，所以又在其上面封装了一层，这个封装类是ListBuffer，此类的操作和我们平时经常使用的java.util.List用法非常类似。

public class ListBuffer extends AbstractQueue {

public static ListBuffer of(T x) {

ListBuffer lb = new ListBuffer();

lb.add(x);

return lb;

}

/** The list of elements of this buffer.*/

private List elems;

/** A pointer pointing to the last element of 'elems' containing data,* or null if the list is empty.*/

private List last;

/** The number of element in this buffer.*/

private int count;

/** Has a list been created from this buffer yet?*/

private boolean shared;

/** Create a new initially empty list buffer.*/

public ListBuffer() {

clear();

}

/** Append an element to buffer.*/

public ListBuffer append(A x) {

x.getClass(); // null check if (shared) copy();

List newLast = List.of(x);

if (last != null) {

last.tail = newLast;

last = newLast;

} else {

elems = last = newLast;

}

count++;

return this;

}

........

}

com.sun.tools.javac.util.Names介绍

这个是为我们创建名称的一个工具类，无论是类、方法、参数的名称都需要通过此类来创建。它里面经常被使用到的一个方法就是fromString()，一般使用方法如下所示。

Names names = new Names()

names. fromString("setName");

实战演练

上面我们大概了解了如何操作抽象语法树，接下来我们就来写几个真实的案例加深理解。

变量相关

在类中我们经常操作的参数就是变量，那么如何使用抽象语法树的特性为我们操作变量呢？接下来我们就将一些对于变量的一些操作。

生成变量

例如生成private String age;这样一个变量，借用我们上面讲的VarDef方法

// 生成参数 例如：private String age;treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PRIVATE), names.fromString("age"), treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);

对变量赋值

例如我们想生成private String name = "BuXueWuShu"，还是利用VarDef 方法

// private String name = "BuXueWuShu"treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PRIVATE),names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")),treeMaker.Literal("BuXueWuShu"))

两个字面量相加

例如我们生成String add = "a" + "b";，借用我们上面讲的Exec 方法和Assign 方法

// add = "a"+"b"treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("add")),treeMaker.Binary(JCTree.Tag.PLUS,treeMaker.Literal("a"),treeMaker.Literal("b"))))

+=语法

例如我们想生成add += "test"，则和上面字面量差不多。

// add+="test"treeMaker.Exec(treeMaker.Assignop(JCTree.Tag.PLUS_ASG, treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Literal("test")))

++语法

例如想生成++i

treeMaker.Exec(treeMaker.Unary(JCTree.Tag.PREINC,treeMaker.Ident(names.fromString("i"))))

方法相关

我们对于变量进行了操作，那么基本上都是要生成方法的，那么如何对方法进行生成和操作呢？我们接下来演示一下关于方法相关的操作方法。

无参无返回值

我们可以利用上面讲到的MethodDef方法进行生成

/*无参无返回值的方法生成public void test(){}*/

// 定义方法体ListBuffer testStatement = new ListBuffer<>();

JCTree.JCBlock testBody = treeMaker.Block(0, testStatement.toList());

JCTree.JCMethodDecl test = treeMaker.MethodDef(

treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值 names.fromString("test"), // 方法名 treeMaker.Type(new Type.JCVoidType()), // 返回类型 com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

testBody,// 方法体 null

);

有参无返回值

我们可以利用上面讲到的MethodDef方法进行生成

/*无参无返回值的方法生成public void test2(String name){name = "xxxx";}*/

ListBuffer testStatement2 = new ListBuffer<>();

testStatement2.append(treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("name")),treeMaker.Literal("xxxx"))));

JCTree.JCBlock testBody2 = treeMaker.Block(0, testStatement2.toList());

// 生成入参JCTree.JCVariableDecl param = treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER), names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);

com.sun.tools.javac.util.List parameters = com.sun.tools.javac.util.List.of(param);

JCTree.JCMethodDecl test2 = treeMaker.MethodDef(

treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值 names.fromString("test2"), // 方法名 treeMaker.Type(new Type.JCVoidType()), // 返回类型 com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

parameters, // 入参 com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

testBody2,

null

);

有参有返回值

/*有参有返回值public String test3(String name){return name;}*/

ListBuffer testStatement3 = new ListBuffer<>();

testStatement3.append(treeMaker.Return(treeMaker.Ident(names.fromString("name"))));

JCTree.JCBlock testBody3 = treeMaker.Block(0, testStatement3.toList());

// 生成入参JCTree.JCVariableDecl param3 = treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER), names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);

com.sun.tools.javac.util.List parameters3 = com.sun.tools.javac.util.List.of(param3);

JCTree.JCMethodDecl test3 = treeMaker.MethodDef(

treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值 names.fromString("test4"), // 方法名 treeMaker.Ident(names.fromString("String")), // 返回类型 com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

parameters3, // 入参 com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

testBody3,

null

);

特殊的

我们学完了如何进行定义参数，如何进行定义方法，其实还有好多语句需要学习，例如如何生成new语句，如何生成方法调用的语句，如何生成if语句。j接下来我们就学习一些比较特殊的语法。

new一个对象

// 创建一个new语句 CombatJCTreeMain combatJCTreeMain = new CombatJCTreeMain();JCTree.JCNewClass combatJCTreeMain = treeMaker.NewClass(

null,

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

treeMaker.Ident(names.fromString("CombatJCTreeMain")),

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

null

);

JCTree.JCVariableDecl jcVariableDecl1 = treeMaker.VarDef(

treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER),

names.fromString("combatJCTreeMain"),

treeMaker.Ident(names.fromString("CombatJCTreeMain")),

combatJCTreeMain

);

方法调用(无参)

JCTree.JCExpressionStatement exec = treeMaker.Exec(

treeMaker.Apply(

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

treeMaker.Select(

treeMaker.Ident(names.fromString("combatJCTreeMain")), // . 左边的内容 names.fromString("test") // . 右边的内容 ),

com.sun.tools.javac.util.List.nil()

)

);

方法调用(有参)

// 创建一个方法调用 combatJCTreeMain.test2("hello world!");JCTree.JCExpressionStatement exec2 = treeMaker.Exec(

treeMaker.Apply(

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

treeMaker.Select(

treeMaker.Ident(names.fromString("combatJCTreeMain")), // . 左边的内容 names.fromString("test2") // . 右边的内容 ),

com.sun.tools.javac.util.List.of(treeMaker.Literal("hello world!")) // 方法中的内容 )

);

if语句

/*创建一个if语句if("BuXueWuShu".equals(name)){add = "a" + "b";}else{add += "test";}*/

// "BuXueWuShu".equals(name)JCTree.JCMethodInvocation apply = treeMaker.Apply(

com.sun.tools.javac.util.List.nil(),

treeMaker.Select(

treeMaker.Literal("BuXueWuShu"), // . 左边的内容 names.fromString("equals") // . 右边的内容 ),

com.sun.tools.javac.util.List.of(treeMaker.Ident(names.fromString("name")))

);

// add = "a" + "b"JCTree.JCExpressionStatement exec3 = treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Binary(JCTree.Tag.PLUS, treeMaker.Literal("a"), treeMaker.Literal("b"))));

// add += "test"JCTree.JCExpressionStatement exec1 = treeMaker.Exec(treeMaker.Assignop(JCTree.Tag.PLUS_ASG, treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Literal("test")));

JCTree.JCIf anIf = treeMaker.If(

apply, // if语句里面的判断语句 exec3, // 条件成立的语句 exec1 // 条件不成立的语句);

总结

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。希望大家看完此篇文章能够自己在本机上自己试验一下。自己设置几个参数，自己学的Lombok学着生成一下get、set方法，虽然本篇知识在日常开发中基本上不会用到，但是万一用到了这些知识那么别人不会而你会，差距其实就慢慢的给拉开了。本篇涉及到的所有代码都在github上面有，拉下来以后全局搜CombatJCTreeProcessor类就可以看到了。

来源：开源中国

作者：不学无数的程序员