antlr4使用

本文详细介绍ANTLR语法解析器的安装配置及使用流程,包括IDEA插件安装、项目依赖添加、g4文件编写、自定义visitor实现及示例解析,助您快速掌握ANTLR应用技巧。

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一、antlr的简介以及相关的准备处理

antlr是指可以根据输入自动生成语法树并可视化的显示出来的开源语法分析器。简洁点说,antlr是用来解决编译、解释等相关的问题的。比如你要新定义一门语言,不管这语言复杂还是简单,都可以通过antlr来写这门语言的编译器以及解释器。

话不多说,使用antlr需要的准备工作有:

1.安装插件

在IDEA里Preference->Plugins里搜索antlr,下载ANTLR V4 gammar plugin插件,并重启IDEA。

2.添加依赖

在项目pom.xml文件中添加antlr的依赖。

代码块

<dependency>
            <groupId>org.antlr</groupId>
            <artifactId>antlr4-runtime</artifactId>
            <version>4.7.1</version>
</dependency>

 

二、正式使用antlr

1.编写antlr独有的g4文件

g4文件是antlr用来定义语法的文件,一个g4文件例子如下:

2.生成visitor等java类

在IDEA里右键g4文件,弹出的选项中有两个选项:

a.Configure Antlr:这个选项是用来设置要生成的java文件的地址以及包名等等

记得勾选generate parse tree visitor!

b.Generate Antlr Recognizer:这个选项是生成按钮,点击则自动生成

生成完之后会在你设置的包那里出现很多类:

2.编写visitor的实现类

现在需要实现一个calBaseVisitor的子类(calBaseVistor是自动生成的一个实现calVisitor的子类,也可以在这个类上直接去写自己的实现)

下面是calBaseVisitor类的代码:

然后发现现在的每个visit方法带上的标识就是之前写g4文件的#带的标签。实现这些方法就能实现遇到特定标签时需要做的特定事情。返回值则为这个处理之后的表达式的值。

实现一个calBaseVisitor的子类:

完整代码如下:

代码块

 

package com.qieqie.springboot.antlr;

import com.qieqie.springboot.antlr.gen.CalBaseVisitor;
import com.qieqie.springboot.antlr.gen.CalParser;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CalMyVisitor extends CalBaseVisitor {
    private Map<Integer,Double> indexValueMap = new HashMap<>();


    @Override
    public Object visitProg(CalParser.ProgContext ctx) {
        return super.visitProg(ctx);
    }

    @Override
    public Object visitIF(CalParser.IFContext ctx) {
        if((Boolean)visit(ctx.bool())){
            return visit(ctx.expr(0));
        }else {
            return visit(ctx.expr(1));
        }
    }

    @Override
    public Object visitNUMBER(CalParser.NUMBERContext ctx) {
        String index = ctx.getText();
        Double number = Double.valueOf(index.substring(1,index.length()));
        return number;
    }

    @Override
    public Object visitParens(CalParser.ParensContext ctx) {
        return visit(ctx.expr());
    }

    @Override
    public Object visitMulDiv(CalParser.MulDivContext ctx) {
        Double left=(Double)visit(ctx.expr(0));
        Double right=(Double)visit(ctx.expr(1));
        if(ctx.op.getType()==CalParser.DIV){
            if(right == 0.0){
                System.out.println("divided by zero");
                return 0;
            }else {
                return left/right;
            }
        }
        else
            return left*right;
    }

    @Override
    public Object visitAddSub(CalParser.AddSubContext ctx) {
        Double left=(Double)visit(ctx.expr(0));
        Double right=(Double)visit(ctx.expr(1));
        if(ctx.op.getType()==CalParser.ADD)
            return left+right;
        else
            return left-right;
    }

    @Override
    public Object visitINDEX(CalParser.INDEXContext ctx) {
        String index = ctx.getText();
        Integer indexId = Integer.valueOf(index.substring(1,index.length()));
        return indexValueMap.get(indexId);
    }

    @Override
    public Object visitSimpleCompareE(CalParser.SimpleCompareEContext ctx) {
        Double left = (Double)visit(ctx.expr(0));
        Double right = (Double)visit(ctx.expr(1));
        if(ctx.op.getType() == CalParser.GREATEREQUALS){
            if(left>=right){
                return true;
            }
            return false;
        }else if(ctx.op.getType() == CalParser.SMALLEREQUALS){
            if(left<=right){
                return true;
            }
            return false;
        }else {
            if(left == right){
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    @Override
    public Object visitSimpleCompare(CalParser.SimpleCompareContext ctx) {
        Double left = (Double)visit(ctx.expr(0));
        Double right = (Double)visit(ctx.expr(1));
        if(ctx.op.getType() == CalParser.GREATER){
            if(left>right){
                return true;
            }
            return false;
        }else {
            if(left<right){
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    @Override
    public Object visitAND(CalParser.ANDContext ctx) {
        for(CalParser.BoolContext bool:ctx.bool()){
            if(! (Boolean)visit(bool)){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public Map<Integer, Double> getIndexValueMap() {
        return indexValueMap;
    }

    public void setIndexValueMap(Map<Integer, Double> indexValueMap) {
        this.indexValueMap = indexValueMap;
    }
}

 

这样就能把各种情况需要的各种处理给实现完了。

3.使用自定义的visitor来解释一个示例:“IF(#2>@24,#2+@10*#3,#3)”

运行结果:

符合需要的结果。大功告成。

### ANTLR4 使用教程:开始入门 ANTLR(Another Tool for Language Recognition)是一个强大的语言识别工具,可以用于构建自定义的解析器、编译器和解释器。它支持多种目标语言,包括 Java、Python、C#、JavaScript 等。以下是使用 ANTLR4 进行开发的基本入门步骤。 #### 安装 ANTLR4 在 Windows 上安装 ANTLR4 命令行环境需要以下步骤: 1. **下载 ANTLR JAR 文件** 从 [ANTLR 官方网站](https://www.antlr.org/download.html) 下载最新版本的 `antlr-4.x-complete.jar` 文件。 2. **设置环境变量** 将 ANTLR JAR 添加到系统类路径中,可以通过创建 `CLASSPATH` 环境变量来实现: ``` .;C:\path\to\antlr-4.x-complete.jar ``` 3. **创建批处理文件** 创建一个名为 `antlr4.bat` 的批处理文件,内容如下: ```bat @echo off java -Xmx500m org.antlr.v4.Tool %* ``` 4. **创建测试运行脚本** 创建一个名为 `grun.bat` 的脚本来运行生成的解析器: ```bat @echo off java org.antlr.v4.runtime.misc.TestRig %* ``` 5. **验证安装** 在命令行中输入以下命令以确认安装成功: ``` antlr4 -version ``` #### 配置 IDE 支持 如果使用的是 IntelliJ IDEA,可以通过插件来简化 ANTLR4 的开发流程: 1. **安装插件** 打开 IntelliJ IDEA,进入 `Settings > Plugins`,搜索 "ANTLR v4 grammar plugin" 并安装该插件。重启 IDEA 后即可使用。 2. **手动配置** 如果不使用插件,也可以通过命令行生成语法分析器和词法分析器,并在项目中手动导入生成的代码文件[^2]。 #### 编写语法规则 ANTLR4 使用 `.g4` 文件来定义语言的语法结构。以下是一个简单的 Lisp 语言解析器的语法示例: ```antlr grammar Lisp; expr: atom | '(' expr+ ')' ; atom: NUMBER | SYMBOL ; NUMBER: '-'? DIGIT+ ('.' DIGIT+)?; SYMBOL: [a-zA-Z]+; WS: [ \t\r\n]+ -> skip; fragment DIGIT: [0-9]; ``` 在这个语法中,`expr` 表示表达式,它可以是原子值或括号包围的表达式列表;`atom` 可以是数字或符号。此外,还定义了空白字符跳过规则以及辅助的数字和符号识别规则[^4]。 #### 生成解析器和词法分析器 使用 ANTLR 工具将 `.g4` 文件转换为解析器和词法分析器代码: ```bash antlr4 Lisp.g4 ``` 该命令会生成多个 Java 文件,其中包括 `LispLexer.java` 和 `LispParser.java`,这些文件包含了基于语法定义的解析逻辑。 #### 测试语法解析 为了测试生成的解析器,可以使用 `TestRig` 工具进行交互式测试: ```bash grun Lisp expr -tree ``` 输入测试文本后,工具会输出对应的解析树结构,帮助开发者理解输入是否符合预期的语法格式[^4]。 #### 使用 Eclipse 插件进行图形化调试 对于 Eclipse 用户,可以安装 Antlr4IDE 插件来进行可视化调试: 1. **安装插件** 在 Eclipse 中,选择 `Help > Eclipse Marketplace`,搜索 "ANTLR v4 IDE" 并安装插件。 2. **创建 ANTLR4 项目** 选择 `File > New > Other > ANTLR4 > ANTLR4 Project`,然后按照向导创建新项目。 3. **查看解析树和语法图** 打开 `Parse Tree` 和 `Syntax Diagram` 视图,选择要测试的语法规则并输入测试文本,右侧将显示解析树结果[^3]。 #### Maven 集成 如果你正在使用 Maven 构建项目,可以利用 `antlr4-maven-plugin` 自动生成解析器代码: ```xml <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.antlr</groupId> <artifactId>antlr4-maven-plugin</artifactId> <version>4.8</version> <executions> <execution> <goals> <goal>generate</goal> </goals> </execution> </executions> </plugin> </plugins> </build> ``` 执行 `mvn generate-sources` 命令后,插件会自动处理项目中的 `.g4` 文件并生成相应的解析器类[^1]。 ---
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