著作目次 什么是ANTLR4ANTLR4的特质ANTLR4的语规则定语规则定的声明.g4文献的代码规矩词规则定语规则定语规则定中的操作 若何使用ANTLR4实战IDEA装置ANTLR插件新建技俩创建一个.g4文献通过插件生成java代码创建一个EvalVisitor遍历AST测试 什么是ANTLR4

ANTLR4（全称为'ANother Tool for Language Recognition'）是一种用于构建讲话识别器的纷乱器用。它是一个自动生成的明白器生成器，使用ANTLR4不错匡助建设东谈主员快速创建自界说的讲话或DSL。

ANTLR4的特质 撑抓多种方针讲话，包括Java、C#、Python、JavaScript等。撑抓LL(*)（LL star）语法分析器，不错科罚包含纵容数意见上前看标记（lookahead）的语法。撑抓词法和语法失误科罚，不错生成明晰的失误讯息和规复政策。撑抓生成AST（概述语法树），浅薄讲话科罚器进行语法分析和代码生成。提供了丰富的API和器用集，不错自界说和优化ANTLR4生成的明白器。 ANTLR4的语规则定 语规则定的声明

ANTLR4的语规则定必须以“grammar”重要字运行，背面随着语规则定的称号。举例：

grammar MyGrammar;

这里声明了一个名为'MyGrammar'的语规则定。

.g4文献的代码规矩 词规则定

ANTLR4语规则定以词规则定（lexer rules）运行。词规则定界说了输入文本中的各个单词（或标记），这些单词将被语规则定使用。每个词规则定界说一个单词的称号和匹配该单词的正则抒发式。

以下是一个大约的例子：

// 界说变量名为一个字母后跟零个或多个字母、数字或下划线
ID : [a-zA-Z] [a-zA-Z0-9_]*;

在这个例子中，咱们界说了一个名为ID的词规则定，该规矩匹配一个以字母着手，后跟零个或多个字母、数字或下划线的字符串。在语规则定中，咱们不错使用ID来匹配变量名。

语规则定

ANTLR4语规则定界说了输入文本的结构。语规则定由词规则定和其他语规则定构成，界说了输入文本的结构。语规则定经常以一个称为start的语规则定运行，这个语规则定界说了通盘这个词输入文本的结构。

以下是一个大约的例子：

// 界说一个大约的算术抒发式语规则定
expr : INT
     | expr op=('*' | '/') expr
     | expr op=('+' | '-') expr
     | '(' expr ')'
     ;

INT : [0-9]+;

在这个例子中，咱们界说了一个名为expr的语规则定，该规矩界说了一个大约的算术抒发式。该规矩由四个子规矩构成，每个子规矩界说了一种抒发式。第一个子规矩匹配整数，第二个和第三个子规矩匹配乘法、除法、加法和减法，终末一个子规矩匹配括号中的抒发式。咱们还界说了一个名为INT的词规则定，该规矩匹配一个或多个数字。在这个例子中，咱们使用INT来匹配整数。

语规则定中的操作

// 界说一个带有语义谓词的语规则定
expr : INT { $INT.text.equals('0')}

在这个例子中，咱们界说了一个名为expr的语规则定，该规矩匹配整数，并使用语义谓词来指定该规矩是否适用于输入文本。在这个例子中，语义谓词检查整数是否为零。

若何使用ANTLR4

下载并装置ANTLR4：只需要下载官方网站上提供的ANTLR4 JAR文献，然后将其添加到您的Java类旅途中即可。您还不错选用装置ANTLR4插件来集成到您的IDE中，以便更浅薄地使用ANTLR4。底下咱们演示如安在IDEA中使用ANTLR4插件。

编写语法文献：在ANTLR4中，您需要编写一个.g4文献来界说词法和语规则定。您不错使用文本剪辑器编写.g4文献。

生成代码：一朝您编写了.g4文献，您不错使用ANTLR4生成Java代码。使用以下号令不错生成Java代码：

java -jar antlr-4.9.2-complete.jar YourGrammar.g4

在上头的号令中，您需要将YourGrammar.g4替换为您的.g4文献的称号。

编写明白器：一朝您生成了Java代码，您不错编写一个Java明白器来明白输入文本。您不错使用ANTLR4提供的Java API来编写明白器。

CharStream input = CharStreams.fromStream(System.in);
YourGrammarLexer lexer = new YourGrammarLexer(input);
CommonTokenStream tokens = new CommonTokenStream(lexer);
YourGrammarParser parser = new YourGrammarParser(tokens);
YourGrammarParser.StartContext tree = parser.start();

在上头的代码中，您需要将YourGrammarLexer和YourGrammarParser替换为您生成的Lexer和Parser类的称号。您还需要替换start()身手，该身手应该复返您的语规则定中的start规矩的ParseTree对象。

实战

咱们来作念一个具体的例子，经典的筹算器，主如果终了四则运算，带括号等等。

IDEA装置ANTLR插件

File->Settings->Plugins->Marketplace

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新建技俩

新建一个maven技俩

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pom.xml引入antlr的依赖

            <dependency>
                <groupId>org.antlr</groupId>
                <artifactId>antlr4-runtime</artifactId>
                <version>4.10.1</version>
            </dependency>

创建一个.g4文献

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grammar Arithmetic;

/*
 * Parser rules
 */

parse
    : expr EOF
    ;

expr
    : term (('+'|'-') term)*
    ;

term
    : factor (('*'|'/') factor)*
    ;

factor
    : NUMBER
    | '(' expr ')'
    ;

/*
 * Lexer rules
 */

NUMBER
    : DIGIT+ ('.' DIGIT+)?
    ;

DIGIT
    : [0-9]
    ;

WHITESPACE
    : [ \t\n\r] -> skip
    ;

在这个语规则定中，咱们界说了四个规矩：

parse：最高档别的规矩，暗意一个齐全的抒发式。它由一个expr规矩背面随着一个EOF标记构成。expr：暗意一个加法或减法抒发式。它由一个term规矩背面随着零个或多个加法或减法标识，背面再随着一个term规矩构成。term：暗意一个乘法或除法抒发式。它由一个factor规矩背面随着零个或多个乘法或除法标识，背面再随着一个factor规矩构成。factor：暗意一个数字或括号内的抒发式。它不错是一个数字，或者是一个由左括号、一个抒发式和右括号构成的组合。

注重，在这个示例中，咱们还界说了一些Lexer规矩，用于识别数字和忽略空格和换行符。

咱们不错通过idea的antlr插件来检查咱们的语规则定： 如下图，点击ANTLR Preview不错来到如下界面。左边的框填写需要校验的抒发式，右边等于语法树明白的效果。

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接下来，咱们需要使用ANTLR来生成Java代码。 通过插件生成java代码

右键.g4文献，选用Configure ANTLR,设立java文献的生成旅途。

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再次右键.g4文献，选用Generate ANTLR Reconizer 即可生成java代码

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创建一个EvalVisitor遍历AST

咱们创建一个EvalVisitor遍历AST，并筹算抒发式的值。最终，咱们打印筹算效果。 EvalVisitor是一个咱们需要我方终了的类，它摄取了ArithmeticBaseVisitor，并重写了其中的身手。底下是一个大约的终了示例： 新建类EvalVisitor.java

public class EvalVisitor  extends ArithmeticBaseVisitor<Double> {
    // 使用一个Map来存储变量名和值的映射联系
    Map<String, Double> memory = new HashMap<String, Double>();


    // 重写visitExpr身手，用于筹算加法和减法
    @Override
    public Double visitExpr(ArithmeticParser.ExprContext ctx) {
        Double result = visit(ctx.term(0));
        for (int i = 1; i < ctx.term().size(); i++) {
            String op = ctx.getChild(2*i - 1).getText();
            Double term = visit(ctx.term(i));
            if (op.equals('+')) {
                result += term;
            } else {
                result -= term;
            }
        }
        return result;
    }

    // 重写visitTerm身手，用于筹算乘法和除法
    @Override
    public Double visitTerm(ArithmeticParser.TermContext ctx) {
        Double result = visit(ctx.factor(0));
        for (int i = 1; i < ctx.factor().size(); i++) {
            String op = ctx.getChild(2*i - 1).getText();
            Double factor = visit(ctx.factor(i));
            if (op.equals('*')) {
                result *= factor;
            } else {
                result /= factor;
            }
        }
        return result;
    }

    // 重写visitFactor身手，用于筹算数字和括号内的抒发式
    @Override
    public Double visitFactor(ArithmeticParser.FactorContext ctx) {
        if (ctx.NUMBER() != null) {
            // 如果是一个数字，平直复返其值
            return Double.parseDouble(ctx.NUMBER().getText());
        } else {
            // 如果是括号内的抒发式，递归调用visit身手
            return visit(ctx.expr());
        }
    }
}

测试

新建测试类Test.java

public class Test {

        public static void main(String[] args) throws Exception {
            String input = '(1+2)*3-4';
            // 创建一个词法分析器，用于将输入养息为标记
            ArithmeticLexer lexer = new ArithmeticLexer(CharStreams.fromString(input));

            // 创建一个标记流，用于将标记传递给明白
            CommonTokenStream tokens = new CommonTokenStream(lexer);

            // 创建一个明白器，用于将标记养息为AST
            ArithmeticParser parser = new ArithmeticParser(tokens);

            // 调用明白器的parse身手，生成AST
            ParseTree tree = parser.parse();

            // 创建一个AST遍历器，用于筹算抒发式的值
            EvalVisitor eval = new EvalVisitor();

            // 遍历AST，并筹算抒发式的值
            double result = eval.visit(tree);

            // 打印筹算效果
            System.out.println(result);
    }

}

测试(1+2)*3-4效果如图：

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