JavaPatternMatching/src/de/dhbwstuttgart/syntaxtree/Class.java

// ino.module.Class.8553.package 
package de.dhbwstuttgart.syntaxtree;
// ino.end
// ino.module.Class.8553.import 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

import javax.lang.model.element.Modifier;

import  org.apache.bcel.generic.ClassGen;
import  org.apache.bcel.generic.ConstantPoolGen;
import  org.apache.bcel.generic.InstructionFactory;
import  org.apache.bcel.generic.InstructionHandle;
import  org.apache.bcel.generic.InstructionList;
import  org.apache.bcel.generic.MethodGen;

import de.dhbwstuttgart.logger.Logger;
import de.dhbwstuttgart.logger.Section;
import de.dhbwstuttgart.logger.SectionLogger;
import de.dhbwstuttgart.bytecode.ClassGenerator;
import de.dhbwstuttgart.bytecode.DHBWConstantPoolGen;
import de.dhbwstuttgart.bytecode.DHBWInstructionFactory;
import de.dhbwstuttgart.core.IItemWithOffset;
import de.dhbwstuttgart.parser.JavaClassName;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.modifier.Modifiers;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.modifier.Static;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.statement.Block;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.statement.Expr;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.statement.Statement;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.statement.SuperCall;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.GenericTypeVar;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.RefType;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.SuperWildcardType;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.Type;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.TypePlaceholder;
import de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.WildcardType;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.*;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.assumptions.ClassAssumption;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.assumptions.TypeAssumptions;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.exceptions.DebugException;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.exceptions.NotImplementedException;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.exceptions.TypeinferenceException;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.typedeployment.TypeInsertPoint;
import de.dhbwstuttgart.typeinference.unify.TypeUnify;

import  org.apache.bcel.generic.*;
import  org.apache.bcel.classfile.*;
import  org.apache.bcel.*;

import java.io.*;


/**
 * Stellt jede Art von Klasse dar. Auch abstrakte Klassen und Interfaces
 */
public class Class extends GTVDeclarationContext implements IItemWithOffset, Generic, GenericTypeInsertable
{
    /**
     * Log4j - Loggerinstanzen
     */
    protected static Logger inferencelog = Logger.getLogger("inference");
    protected static Logger codegenlog = Logger.getLogger("codegen");
    protected static Logger parserlog = Logger.getLogger("parser");
    protected Logger typinferenzLog = Logger.getLogger(Class.class.getName());
    protected Modifiers modifiers;
    protected JavaClassName name;
    
    public Class(JavaClassName name, List<Method> methoden, List<Field> felder, Modifiers modifier,
    		boolean isInterface, RefType superClass, List<RefType> implementedInterfaces, int offset){
    	super(offset);
    }
    
    protected List<RefType> implementedInterfaces = new ArrayList<>();
    
    /**
     * 
     * @param resultSet - Fehlende Typen im Syntaxbaum werden nach diesem ResultSet aufgelöst
     * @return
     */
    public ByteCodeResult genByteCode(TypeinferenceResults typeinferenceResults) {
    	InstructionFactory _factory;
        DHBWConstantPoolGen    _cp;
        ClassGenerator     _cg;
        
        Menge<ByteCodeResult> results = new Menge<ByteCodeResult>();
        
    	SectionLogger logger = Logger.getSectionLogger(this.getClass().getName(), Section.CODEGEN);
    	logger.debug("Test");
    	
    	if(pkgName != null)throw new NotImplementedException();
    	short constants = Const.ACC_PUBLIC; //Per Definition ist jede Methode public
    	if(isInterface())constants+=Const.ACC_INTERFACE;
    	
    	_cg = new ClassGenerator(name, this.getSuperClass(), this.getGenericParameter(), name + ".java", constants , new String[] {  }, typeinferenceResults); //letzter Parameter sind implementierte Interfaces
        _cp = _cg.getConstantPool();
        _factory = new DHBWInstructionFactory(_cg, _cp);

        //Die Felder in Methoden Felder und Konstruktoren aufteilen:
        Menge<FieldDeclaration> fieldDeclarations = new Menge<>();
        Menge<Constructor> constructors = new Menge<>();
        Menge<Method> methods = new Menge<>();
    	for(Field field : this.fielddecl){
    		if(field instanceof Constructor)constructors.add((Constructor)field);
    		if(field instanceof Method && ! (field instanceof Constructor))methods.add((Method)field);
    		if(field instanceof FieldDeclaration)fieldDeclarations.add((FieldDeclaration)field);
        	//field.genByteCode(_cg);
        }
    	
    	//Zuerst die Methoden und Felder abarbeiten:
    	for(Method m : methods){
    		m.genByteCode(_cg, this, typeinferenceResults);
    	}
    	InstructionList fieldInitializations = new InstructionList();
    	for(FieldDeclaration f : fieldDeclarations){
    		//Die Felder können noch nicht überladen werden. Hier ist nur die erste der Lösungen möglich:
    		fieldInitializations.append(f.genByteCode(_cg, typeinferenceResults.getTypeReconstructions().get(0)));
    	}
    	//Die Konstruktoren müssen die Feld initialisierungswerte beinhalten:
    	for(Constructor c : constructors){
    		c.genByteCode(_cg, fieldInitializations);
    	}
    	
	    return new ByteCodeResult(_cg);
    }
    
    public JavaClassName getName()
    {
        return new JavaClassName((this.pkgName!=null ? this.pkgName.toString() +"." : "") +this.name);
    }
    public void setName(String strName)
    {
        name = new JavaClassName(strName);
    }
    public void setModifiers(Modifiers mod)
    {
        this.modifiers = mod;
    }
    public Modifiers getModifiers()
    {
        return this.modifiers;
    }
    /**
     * Liefert die AccessFlags fuer den Bytecode zurueck.
     */
    public short getAccessFlags()
    {
        short ret = 0;
        if (modifiers != null) {
            ret = modifiers.calculate_access_flags();
        }
        return ret;
    }
    
    public Menge<RefType> getSuperInterfaces()
    {
        return superif;
    }

    private Block       class_block;

    private Hashtable<String,String>   parahash = new Hashtable<String,String>();  // parametrisierten Attrib. werden mit den Paramet.aus paralist verk.


    private TypeAssumptions typeAssumptions = null;//muss mit null Initialisiert werden. Darf nur über getTypeAssumptions abgerufen werden.
    
	private Menge<Field> fielddecl = new Menge<Field>();
	private GenericDeclarationList genericClassParameters;
	private int offset;
	private RefType superClass;

	public Menge<Field> getFields()
    {
        return fielddecl;
    }
    
    // ino.method.get_ParaList.23101.definition 
    public List<? extends Type> get_ParaList()
    // ino.end
    // ino.method.get_ParaList.23101.body 
    {
    	//if(this.paralist == null)return new Menge<Type>();
        return this.getGenericParameter().getGTVList();
    }
    // ino.end

    // ino.method.set_ParaHash.23104.definition 
    public void set_ParaHash(Hashtable<String,String> hash)
    // ino.end
    // ino.method.set_ParaHash.23104.body 
    {
        this.parahash = hash;
    }
    // ino.end

    // ino.method.get_ParaHash.23107.definition 
    public Hashtable<String,String> get_ParaHash()
    // ino.end
    // ino.method.get_ParaHash.23107.body 
    {
        return this.parahash;
    }
    
    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // TypeReconstructionAlgorithmus
    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // ino.method.TRProg.23110.defdescription type=javadoc
    /**
     * Ausgangspunkt f�r den Typrekonstruktionsalgorithmus. Hier werden zun�chst
     * die Mengen von Typannahmen V_fields_methods und V_i erstellt, die als Eingabe
     * f�r den Algorithmus dienen.<br/>
     * (siehe Algorithmus 5.17 TRProg, Martin Pl�micke)
     * <br/>Author: J�rg B�uerle
     * @param supportData
     * @param globalAssumptions 
     * @return Liste aller bisher berechneten, m�glichen Typkombinationen
     * @throws CTypeReconstructionException
     */
    // ino.end
    // ino.method.TRProg.23110.definition 
    public ConstraintsSet typeReconstruction(TypeAssumptions globalAssumptions)
    // ino.end
    // ino.method.TRProg.23110.body 
    {
    	/*
        
        */
        //////////////////////////////
        // Und los geht's:
        //////////////////////////////
        inferencelog.info("Rufe TRStart()...", Section.TYPEINFERENCE);

		//////////////////////////////
        //  Ab hier ...
        //  @author A10023 - Andreas Stadelmeier:
        //////////////////////////////
        //Erzeuge Assumptions:
        TypeAssumptions assumptions = this.getPrivateFieldAssumptions();
        //Globale Assumptions anfügen:
        assumptions.add(globalAssumptions);
        
        ConstraintsSet oderConstraints = new ConstraintsSet();
        
        for(Type gparam : this.get_ParaList()){
        	if(gparam instanceof GenericTypeVar)assumptions.add(((GenericTypeVar)gparam).createAssumptions()); //Constraints für die Generischen Variablen erstellen und diese dem AssumptionsSet hinzufügen
        }
        for(Type gparam : this.get_ParaList()){
        	if(gparam instanceof GenericTypeVar)oderConstraints.add(((GenericTypeVar)gparam).TYPE(assumptions)); //Constraints für die Generischen Variablen erstellen und diese dem AssumptionsSet hinzufügen
        }
        
		typinferenzLog.debug("Erstellte Assumptions: "+assumptions, Section.TYPEINFERENCE);
   
		//Gibt es hier eine ClassCastException stimmt etwas grundsätzlich nicht!
		//this.superClass = (RefType)this.superClass.TYPE(assumptions, this);
		
        for(Field f:this.getFields()){
        	oderConstraints.add(f.TYPE(assumptions));
        }
        typinferenzLog.debug("Erstellte Constraints: "+oderConstraints, Section.TYPEINFERENCE);

        return oderConstraints;
    }
    
    /**
     * Ermittelt alle privaten Felder und Methoden der Klasse und Erstellt eine Assumption für diese.
	 * Bemerkung: Momentan werden noch alle Felder dieser Klasse zurückgegeben.
     * @return Die erstellten TypeAssumptions
     */
	private TypeAssumptions getPrivateFieldAssumptions() {
		if(this.typeAssumptions != null)return this.typeAssumptions; //Das sorgt dafür, dass die Assumptions nur einmalig generiert werden.
    	TypeAssumptions assumptions = new TypeAssumptions(this.getName());
		
		for(Field field : this.getFields()){
			if(!field.isPublic())assumptions.add(field.createTypeAssumptions(this));
		}
		
		this.typeAssumptions = assumptions; //Diese müssen anschließend nicht wieder generiert werden.
		return assumptions;
		}

     /**
      * <br/>Author: Martin Pl�micke
      * @return
      */
    public String toString()
    {
    	return name.toString();
    }
    
    public String getTypeInformation(Menge<Method> methodList, Menge<Expr> fieldList){
    	String ret = this.name+": ";
    	for(Expr field : fieldList){
    		ret+=field.getTypeInformation()+"\n";
    	}
    	for(Method m : methodList){
    		ret+=m.getTypeInformation()+"\n";
    	}
    	return ret;
    }
    
    
    /**
     * Generiert den JavaCode dieser Klasse im Falle für das übergebene resultSet.
     * Dem ResultSet entsprechend werden in diesem Java-Code die TypePlaceholder durch die in ResultSet stehenden Typen ersetzt.
     * @return Java-Sourcefile
     */
    public JavaCodeResult printJavaCode(ResultSet reconstructionResult){
    	JavaCodeResult ret = new JavaCodeResult("class ");
    	
    	JavaCodeResult classBodyCode = new JavaCodeResult();
    	if(this.modifiers!=null)classBodyCode.attach(this.modifiers.printJavaCode(reconstructionResult)).attach(" ");
    
    	classBodyCode.attach(this.name + " extends ").attach(this.superClass.printJavaCode(reconstructionResult)).attach("\n");
    	
		JavaCodeResult bodyString = new JavaCodeResult("{\n");
		for(Field field : this.fielddecl)bodyString.attach( field.printJavaCode(reconstructionResult) ).attach( "\n" );
		bodyString.attach("}\n");
    	
    	classBodyCode.attach(bodyString);
    	
    	//Zuerst die generischen Parameter für diese Klasse berechnen:
    	//this.createGenericTypeVars(classBodyCode.getUnresolvedTPH());
    	
    	if(this.genericClassParameters != null && this.genericClassParameters.size()>0){
        	ret.attach("<");
        	
        	Iterator<GenericTypeVar> it = this.genericClassParameters.iterator();
        	while(it.hasNext()){
        		GenericTypeVar tph = it.next();
        		ret.attach(tph.printJavaCode(reconstructionResult));
        		if(it.hasNext())ret.attach(", ");
        	}
        	ret.attach(">");
    	}
    	
    	String stringReturn = ret.attach(classBodyCode).toString();
    	
    	return new JavaCodeResult(stringReturn);
    }
    
    /**
     * Errechnet die Generischen Parameter der Klasse für diese Klasse.
     * Die berechneten Variablen werden anschließend in die this.genericTypeVars eingesetzt. Dabei werden alte genericTypeVars überschrieben.
     * @param tphs : Alle übriggebliebenen TypePLaceholder
     
    private void createGenericTypeVars(Menge<TypePlaceholder> tphs){
    	this.genericClassParameters = new GenericDeclarationList(new Menge<GenericTypeVar>());
    	for(TypePlaceholder tph : tphs){
    		GenericTypeVar toAdd = new GenericTypeVar(tph,this.getOffset());
    		if(!this.genericClassParameters.contains(toAdd))this.genericClassParameters.add(toAdd);
    	}
    }
    */
    /**
     * Errechnet die Generischen Parameter der Klasse für diese Klasse.
     * Die berechneten Variablen werden anschließend in die this.genericTypeVars eingesetzt. Dabei werden alte genericTypeVars überschrieben.
     * @param reconstructionResult
     
    public void createGenericTypeVars(TypeinferenceResultSet reconstructionResult){
    	this.genericClassParameters = new Menge<GenericTypeVar>();
    	for(Pair pair : reconstructionResult.getUnifiedConstraints()){
    		if(pair.TA2 instanceof TypePlaceholder && pair.TA1 instanceof TypePlaceholder){//    		if(pair.OperatorSmallerExtends() || pair.OperatorSmaller()){
    	    	Type ta1=reconstructionResult.getUnifiedConstraints().getTypeEqualTo(pair.TA1);
    	    	Type ta2=reconstructionResult.getUnifiedConstraints().getTypeEqualTo(pair.TA2);
    	    	this.genericClassParameters.add(new GenericTypeVar(new Pair(ta1,ta2),this.getOffset()));
    		}
    	}
    	
    	for(Pair pair : reconstructionResult.getConstraints()){
    		if( ! reconstructionResult.getUnifiedConstraints().contains(pair.TA1)){
    			this.genericClassParameters.add(new GenericTypeVar(pair.TA1,this.getOffset()));
    		}
    		if( ! reconstructionResult.getUnifiedConstraints().contains(pair.TA2)){
    			this.genericClassParameters.add(new GenericTypeVar(pair.TA2, this.getOffset()));
    		}
    	}
    }
    */
    
    public int getOffset(){
    	return this.offset;
    }
    
    /**
     * Erstellt einen RefType, welcher auf diese Klasse verweist
     * Ersetzt alle Generischen Variablen in der Parameterliste mit TPH
     * @return
     */
	public RefType getType() {
		/*
		Menge<Type> parameter = new Menge<Type>();
		for(Type param : this.get_ParaList()){
			parameter.add(((GenericTypeVar)param).getTypePlaceHolder());//(TypePlaceholder.fresh()); //Hier ist kein ReplacementListener notwendig. Der Typ soll nie eingesetzt werden. Der TPH wird nur gebraucht, damit das Unifizieren funktioniert.
		}
		*/
		return new RefType(this.getName().toString(), this.get_ParaList(),this, 0);
	}

	
	/**
	 * Ermittelt die Sichtbaren Felder und Methoden der Klasse.
	 * (Momentan sind im Projekt alle Felder und Methoden "package private", da der Parser keine Access-Modifier einlesen kann.
	 * @return
	 */
	public TypeAssumptions getPublicFieldAssumptions() {
		TypeAssumptions ret = new TypeAssumptions();//this.getPrivateFieldAssumptions();
		ret.addClassAssumption(new ClassAssumption(this));
		for(Field f : this.getFields()){
			if(f.isPublic())ret.add(f.createTypeAssumptions(this));
		}
		for(GenericTypeVar gtv : this.getGenericParameter()){
			ret.add(gtv.createAssumptions());
		}
		return ret;
	}
	
	@Override
	public SyntaxTreeNode getParent() {
		return this;
	}

	@Override
	public Menge<SyntaxTreeNode> getChildren() {
		Menge<SyntaxTreeNode> ret = new Menge<SyntaxTreeNode>();
		//for(Field f : this.getFields()){
		//	ret.add(f);
		//}
		ret.addAll(this.getFields());
		ret.addAll(this.get_ParaList());
		ret.addAll(this.getGenericParameter().getGTVList());
		return ret;
	}
    
	@Override
	public boolean equals(Object obj){
		if(!(obj instanceof Class))return false;
		Class cl = (Class) obj;
		if(!(cl.getName().equals(this.getName())))return false;
		
		return true;
	}
	
	@Override
	public GenericDeclarationList getGenericParameter() {
		return this.genericClassParameters;
	}
	
	@Override
	public String getDescription(){
		return "class "+this.getName();
	}
	
	@Override
	public void setGenericParameter(GenericDeclarationList params) {
		this.genericClassParameters = params;
	}
	
	@Override
	public String getGenericVarDeclarationString(String genericVarDeclaration)	{
		if(this.genericClassParameters != null){
			return ", "+genericVarDeclaration;
		}else{
			return "<"+genericVarDeclaration+">";
		}
	}
	
	@Override
	public int getGenericVarDeclarationOffset(){
		// Falls Generische Parameterliste vorhanden, hier Wert der Liste zurückgegebn
		if(this.genericClassParameters != null){
			return this.genericClassParameters.getEndOffset();
		}else{
			return this.offset;
		}
	}

	/**
	 * Die Super Klasse dieser Klasse.
	 * @return null für Klasse Object
	 */
	public RefType getSuperClass(){
		return this.superClass;
	}
	@Override
	public boolean isClass() {
		return true;
	}
	
	protected boolean isInterface;
	public boolean isInterface(){
		return isInterface;
	}
	/*
    private Collection<? extends ByteCodeResult> getGenericClasses() {    	
		Collection<ByteCodeResult> results = new Menge<>();
		
		for(Field field : this.fielddecl){
			Type type = field.getType();
			//Der Type des Feldes
			if(type instanceof RefType){
				RefType refType = (RefType) type;
				
				if(!refType.getCombinedType(null).equals(refType.get_Name().replace(".", "%"))){
					results.addAll(generateGenericClass(refType.getCombinedType(null), new Class("java/util/Vector",-1)));
				}
			}
			
			if(field instanceof Method){
				Method method = (Method) field;
				ParameterList parameterList = method.getParameterList();
				
				//Die Typen der Methodenparameter
				for(FormalParameter parameter: parameterList){
					Type parameterType = parameter.getType();
					
					if(parameterType instanceof RefType){
						RefType refType = (RefType) parameterType;
						
						if(!refType.getCombinedType(null).equals(refType.get_Name().replace(".", "%"))){
							results.addAll(generateGenericClass(refType.getCombinedType(null), new Class("java/util/Vector",-1)));
						}
					}
				}
			}
		}
	    
		return results;
	}
	*/
    
    /*
    private Menge<ByteCodeResult> generateGenericClass(String name, Class superClass){
    	//TODO: bytecode -- Generics hinzuf<75>gen
		//Type superClassType = superClass.getType();
		
		//TODO: bytecode
		//ClassGenerator genericClassGenerator = new ClassGenerator(name, superClassType, name + ".java", Constants.ACC_PUBLIC , new String[] {  }, new TypeinferenceResultSet(null, null, null));
    	
    	//TODO: bytecode -- Namen der neuen Klasse
		Class generatedClass = new Class(name, 0);
		
		//TODO: bytecode -- alle Konstruktoren generieren
		Block konstruktorBlock = new Block();
		konstruktorBlock.setType(new de.dhbwstuttgart.syntaxtree.type.Void(konstruktorBlock, 0));
		konstruktorBlock.statements.add(new SuperCall(konstruktorBlock));
		Constructor standardKonstruktor = new Constructor(Method.createEmptyMethod(konstruktorBlock, name, superClass), superClass);
		standardKonstruktor.parserPostProcessing(generatedClass);
		
		generatedClass.addField(standardKonstruktor);
		
		return generatedClass.genByteCode(new TypeinferenceResultSet(generatedClass, new Menge<>(), new ResultSet()));
    }
    */
}
// ino.end