利用ANTLR生成C++描述的分析程序

准备学习antlr了，资料收集中。看到csdn的blog中有人在翻译antlr的文档，觉得很好。等考完试我也翻译一部分。呵呵。但还要安装JDK，比较麻烦。

转自：http://www.kehui.net/index.php?op=article&file=read&aid=31635

摘要

ANTLR（ANother Tool for Language Recognition）是一种基于LL（k）文法的语法分析程序（以下简称分析器）生成工具。其生成的分析器默认使用Java描述，而不是更高效的C++。本文介绍了在Windows平台下，借助VC6.0进行组织工程，使用ANTLR生成C++描述的分析器的方法，并给出了一个实例。最后，本文对ANTLR本身做出了一点小小的改进。

关键字

ANTLR，语法分析器，语法分析器生成工具

ANTLR简介

分析器的自动生成一直是编译理论研究的一个方向。早期的程序员手工编写分析器，不但费时费力，而且编写的分析器不稳定、不易修改和移植。在自动化大潮冲击之下，越来越多的程序员抛弃了这种手工做法。

由旧金山大学的Terence Parr 领导开发的ANTLR（以前叫做PCCTS，Purdue Compiler Construction Tool Set，普渡大学编译器构建工具集）是一种分析器自动生成工具，它可以接受语言的文法描述，并能产生识别这些语言的程序。而且我们可以在文法描述中插入特定的语义动作，告诉ANTLR怎样去创建抽象语法树(AST)和怎样产生输出。

现在ANTLR越来越流行（有评论说ANTLR的出现是一个里程碑），不仅因为它功能更强、容易扩展、开源，而且ANTLR生成的代码和使用递归下降方法（手工生成分析器的主要方法）生成的代码很相似，易于阅读理解。与之相比，另外一种著名的分析器生成工具YACC（Yet Another Compiler-Compiler，基于LR分析方法）生成的程序就比较晦涩。

目前国内介绍ANTLR的文章不多，仅有的文章也是介绍使用ANTLR生成使用java描述的分析器。其实ANTLR也可以生成C++描述的源程序（从2.7.3版本开始，ANTLR开始支持C#，将来还会支持Python），不过需要一些准备工作。本文将详细地介绍其中的具体步骤。

最新版本的ANTLR可以去ANTLR的官方网站（http://www.ANTLR.org）下载。截止到2004年6月，ANTLR的最新版本是2.7.4。下载的文件是一个不到1.3M的tar.gz形式的压缩包，将其解压到某个目录（下文用<ANTLRpath>表示）。

ANTLR是使用Java开发的，需要JDK的支持。本文假设您的机器已经安装JDK，并正确设置了classpath。

文法文件

文法就是语言识别的规则。它是ANTLR生成程序的依据。文法文件是ANTLR的核心，是程序员和ANTLR进行交流的接口。

文法文件的编写基本是面向被解决的问题的。程序员只需要集中精力思考解决问题的逻辑，而不是羁绊于某种程序设计语言的实现细节，因此降低了出现错误的可能性。

文法文件的语法简介

本文只是简单地介绍一个文法文件的语法，具体内容可以参阅ANTLR的相关文档。

文法文件一般包括header块、options块、文法分析器类（parser）及规则定义、词法分扫描器类（lexer）及token定义。其中最为重要的是规则和token的定义。

规则的定义形式和编译理论中的扩展巴科斯范式（EBNF）极为相似，包括规则名、规则体、一个用作结束标志的分号和异常处理部分（可省略）。例如如下的规则就描述了C语言中的赋值语句的语法：

assignment_stat:

     id '=' expr ';'

     ;

其意义是：一条赋值语句是由一个id、一个等号、一个表达式和一个分号顺序组成的。

Token的定义方法与规则类似。例如如下的token定义就表示一个十进制的整数：

NUM:

     ('1'..'9')('0'..'9')*

     ;

其意义是：数字（NUM）的第一字符是‘1’到‘9’中的一个字符，后面是0个或多个‘0’到‘9’之间的字符。

需要注意的一点是：规则的名字必须是小写字母开始，而token的名字则必须是大写字母开始。

设定ANTLR生成的语言

ANTLR有很多选项，可以通过在文法文件中的options块中进行设置，其中包括ANTLR最终生成的语言。如果要生成C++描述的分析器程序，就要如下设定：

options

{

language="Cpp";