使用监听器的ANTLR中的If / else语句

我正在为一个学校项目创build一个简单的编程语言。 我使用ANTLR 4从我的语法生成一个词法分析器和一个parsing器。 到目前为止，我一直使用ANTLR的监听模式来应用编程语言的实际function。

现在我想实现if / else语句，但是我不确定这些实际上是否可以在使用监听器模式时实现，因为ANTLR在使用监听器时决定以何种顺序来遍历分析树，我想象一下if /否则语句将需要根据语句中的哪个条件满足而在parsing树周围跳转。

任何人都可以告诉我是否可以使用ANTLR来实现if / else语句，还是必须自己实现访问者模式？ 另外，任何人都可以给出一个非常简单的例子来执行这个语句吗？

默认情况下，ANTLR 4生成侦听器。 但是如果你给org.antlr.v4.Tool命令行参数-visitor ，ANTLR会为你生成访问者类。 这些工作与听众非常相似，但可以让您更好地控制哪些（子）树正在走/访问。 如果你想排除某些（子）树（就像在你的情况下一样/ /如果块），这是特别有用的。 虽然这可以通过听众来完成，但是对于访问者来说这样做要简单得多。 使用监听器时，需要引入全局variables，以便在需要评估（子）树时进行跟踪。

碰巧，我正在做一个小型的ANTLR 4教程。 这还没有完成，但我会发布一个小的工作示例，演示如何使用这些访客类和if语句构造。

1.语法

这里有一个支持基本expression式的简单语法， if – ， – 和log -statements：

Mu.g4 

 grammar Mu; parse : block EOF ; block : stat* ; stat : assignment | if_stat | while_stat | log | OTHER {System.err.println("unknown char: " + $OTHER.text);} ; assignment : ID ASSIGN expr SCOL ; if_stat : IF condition_block (ELSE IF condition_block)* (ELSE stat_block)? ; condition_block : expr stat_block ; stat_block : OBRACE block CBRACE | stat ; while_stat : WHILE expr stat_block ; log : LOG expr SCOL ; expr : expr POW<assoc=right> expr #powExpr | MINUS expr #unaryMinusExpr | NOT expr #notExpr | expr op=(MULT | DIV | MOD) expr #multiplicationExpr | expr op=(PLUS | MINUS) expr #additiveExpr | expr op=(LTEQ | GTEQ | LT | GT) expr #relationalExpr | expr op=(EQ | NEQ) expr #equalityExpr | expr AND expr #andExpr | expr OR expr #orExpr | atom #atomExpr ; atom : OPAR expr CPAR #parExpr | (INT | FLOAT) #numberAtom | (TRUE | FALSE) #booleanAtom | ID #idAtom | STRING #stringAtom | NIL #nilAtom ; OR : '||'; AND : '&&'; EQ : '=='; NEQ : '!='; GT : '>'; LT : '<'; GTEQ : '>='; LTEQ : '<='; PLUS : '+'; MINUS : '-'; MULT : '*'; DIV : '/'; MOD : '%'; POW : '^'; NOT : '!'; SCOL : ';'; ASSIGN : '='; OPAR : '('; CPAR : ')'; OBRACE : '{'; CBRACE : '}'; TRUE : 'true'; FALSE : 'false'; NIL : 'nil'; IF : 'if'; ELSE : 'else'; WHILE : 'while'; LOG : 'log'; ID : [a-zA-Z_] [a-zA-Z_0-9]* ; INT : [0-9]+ ; FLOAT : [0-9]+ '.' [0-9]* | '.' [0-9]+ ; STRING : '"' (~["\r\n] | '""')* '"' ; COMMENT : '#' ~[\r\n]* -> skip ; SPACE : [ \t\r\n] -> skip ; OTHER : . ;

现在让我们假设你想分析和评估，像这样的input：

test.mu 

 a = true; b = false; if a && b { log "1 :: a=" + a +", b=" + b; } else if a || b { log "2 :: a=" + a +", b=" + b; } else { log "3 :: a=" + a +", b=" + b; } log "Done!";

2.参观者I

首先生成parsing器和访问者类： 

 java -cp antlr-4.0-complete.jar org.antlr.v4.Tool Mu.g4 -visitor

上面的命令将生成文件MuBaseVisitor<T> 。 这是我们要用自己的逻辑扩展的类：

EvalVisitor.java 

 public class EvalVisitor extends MuBaseVisitor<Value> { // ... }

其中Value只是我们任何语言的types（ String ， Boolean ， Double ）的包装：

Value.java 

 public class Value { public static Value VOID = new Value(new Object()); final Object value; public Value(Object value) { this.value = value; } public Boolean asBoolean() { return (Boolean)value; } public Double asDouble() { return (Double)value; } public String asString() { return String.valueOf(value); } public boolean isDouble() { return value instanceof Double; } @Override public int hashCode() { if(value == null) { return 0; } return this.value.hashCode(); } @Override public boolean equals(Object o) { if(value == o) { return true; } if(value == null || o == null || o.getClass() != value.getClass()) { return false; } Value that = (Value)o; return this.value.equals(that.value); } @Override public String toString() { return String.valueOf(value); } }

3.testing我

要testing这些类，请使用以下Main类：

Main.java 

 import org.antlr.v4.runtime.ANTLRFileStream; import org.antlr.v4.runtime.CommonTokenStream; import org.antlr.v4.runtime.tree.ParseTree; public class Main { public static void main(String[] args) throws Exception { MuLexer lexer = new MuLexer(new ANTLRFileStream("test.mu")); MuParser parser = new MuParser(new CommonTokenStream(lexer)); ParseTree tree = parser.parse(); EvalVisitor visitor = new EvalVisitor(); visitor.visit(tree); } }

并编译并运行源文件： 

 javac -cp antlr-4.0-complete.jar *.java java -cp .:antlr-4.0-complete.jar Main

（在Windows上，最后一个命令是： java -cp .;antlr-4.0-complete.jar Main ）

在运行Main ，什么都没有发生（当然？）。 这是因为我们没有在EvalVisitor类中实现任何规则。 为了能够正确地评估文件test.mu ，我们需要为以下规则提供适当的实现：

  • if_stat
  • andExpr
  • orExpr
  • plusExpr
  • assignment
  • idAtom
  • booleanAtom
  • stringAtom
  • log

4.访客II和testingII

以下是这些规则的实现： 

 import org.antlr.v4.runtime.misc.NotNull; import java.util.HashMap; import java.util.List; import java.util.Map; public class EvalVisitor extends MuBaseVisitor<Value> { // used to compare floating point numbers public static final double SMALL_VALUE = 0.00000000001; // store variables (there's only one global scope!) private Map<String, Value> memory = new HashMap<String, Value>(); // assignment/id overrides @Override public Value visitAssignment(MuParser.AssignmentContext ctx) { String id = ctx.ID().getText(); Value value = this.visit(ctx.expr()); return memory.put(id, value); } @Override public Value visitIdAtom(MuParser.IdAtomContext ctx) { String id = ctx.getText(); Value value = memory.get(id); if(value == null) { throw new RuntimeException("no such variable: " + id); } return value; } // atom overrides @Override public Value visitStringAtom(MuParser.StringAtomContext ctx) { String str = ctx.getText(); // strip quotes str = str.substring(1, str.length() - 1).replace("\"\"", "\""); return new Value(str); } @Override public Value visitNumberAtom(MuParser.NumberAtomContext ctx) { return new Value(Double.valueOf(ctx.getText())); } @Override public Value visitBooleanAtom(MuParser.BooleanAtomContext ctx) { return new Value(Boolean.valueOf(ctx.getText())); } @Override public Value visitNilAtom(MuParser.NilAtomContext ctx) { return new Value(null); } // expr overrides @Override public Value visitParExpr(MuParser.ParExprContext ctx) { return this.visit(ctx.expr()); } @Override public Value visitPowExpr(MuParser.PowExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); return new Value(Math.pow(left.asDouble(), right.asDouble())); } @Override public Value visitUnaryMinusExpr(MuParser.UnaryMinusExprContext ctx) { Value value = this.visit(ctx.expr()); return new Value(-value.asDouble()); } @Override public Value visitNotExpr(MuParser.NotExprContext ctx) { Value value = this.visit(ctx.expr()); return new Value(!value.asBoolean()); } @Override public Value visitMultiplicationExpr(@NotNull MuParser.MultiplicationExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); switch (ctx.op.getType()) { case MuParser.MULT: return new Value(left.asDouble() * right.asDouble()); case MuParser.DIV: return new Value(left.asDouble() / right.asDouble()); case MuParser.MOD: return new Value(left.asDouble() % right.asDouble()); default: throw new RuntimeException("unknown operator: " + MuParser.tokenNames[ctx.op.getType()]); } } @Override public Value visitAdditiveExpr(@NotNull MuParser.AdditiveExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); switch (ctx.op.getType()) { case MuParser.PLUS: return left.isDouble() && right.isDouble() ? new Value(left.asDouble() + right.asDouble()) : new Value(left.asString() + right.asString()); case MuParser.MINUS: return new Value(left.asDouble() - right.asDouble()); default: throw new RuntimeException("unknown operator: " + MuParser.tokenNames[ctx.op.getType()]); } } @Override public Value visitRelationalExpr(@NotNull MuParser.RelationalExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); switch (ctx.op.getType()) { case MuParser.LT: return new Value(left.asDouble() < right.asDouble()); case MuParser.LTEQ: return new Value(left.asDouble() <= right.asDouble()); case MuParser.GT: return new Value(left.asDouble() > right.asDouble()); case MuParser.GTEQ: return new Value(left.asDouble() >= right.asDouble()); default: throw new RuntimeException("unknown operator: " + MuParser.tokenNames[ctx.op.getType()]); } } @Override public Value visitEqualityExpr(@NotNull MuParser.EqualityExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); switch (ctx.op.getType()) { case MuParser.EQ: return left.isDouble() && right.isDouble() ? new Value(Math.abs(left.asDouble() - right.asDouble()) < SMALL_VALUE) : new Value(left.equals(right)); case MuParser.NEQ: return left.isDouble() && right.isDouble() ? new Value(Math.abs(left.asDouble() - right.asDouble()) >= SMALL_VALUE) : new Value(!left.equals(right)); default: throw new RuntimeException("unknown operator: " + MuParser.tokenNames[ctx.op.getType()]); } } @Override public Value visitAndExpr(MuParser.AndExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); return new Value(left.asBoolean() && right.asBoolean()); } @Override public Value visitOrExpr(MuParser.OrExprContext ctx) { Value left = this.visit(ctx.expr(0)); Value right = this.visit(ctx.expr(1)); return new Value(left.asBoolean() || right.asBoolean()); } // log override @Override public Value visitLog(MuParser.LogContext ctx) { Value value = this.visit(ctx.expr()); System.out.println(value); return value; } // if override @Override public Value visitIf_stat(MuParser.If_statContext ctx) { List<MuParser.Condition_blockContext> conditions = ctx.condition_block(); boolean evaluatedBlock = false; for(MuParser.Condition_blockContext condition : conditions) { Value evaluated = this.visit(condition.expr()); if(evaluated.asBoolean()) { evaluatedBlock = true; // evaluate this block whose expr==true this.visit(condition.stat_block()); break; } } if(!evaluatedBlock && ctx.stat_block() != null) { // evaluate the else-stat_block (if present == not null) this.visit(ctx.stat_block()); } return Value.VOID; } // while override @Override public Value visitWhile_stat(MuParser.While_statContext ctx) { Value value = this.visit(ctx.expr()); while(value.asBoolean()) { // evaluate the code block this.visit(ctx.stat_block()); // evaluate the expression value = this.visit(ctx.expr()); } return Value.VOID; } }

当您重新编译并运行Main ，以下内容将被打印到您的控制台： 

 2 :: a=true, b=false Done!

有关所有其他规则的实施，请参阅： https ： //github.com/bkiers/Mu

编辑

从@pwwpche，在评论中：

对于那些使用jdk1.8并遇到IndexOutOfBoundsException ，antlr 4.0与jdk1.8不兼容。 下载antlr-4.6-complete.jar，将expr POW<assoc=right> exprreplace为<assoc=right>expr POW expr将消除错误和警告。

    Interesting Posts

    IPN与PDT在贝宝