Java如何使用ANTLR4创建AST？
我一直在搜索有关此的内容，但找不到任何能真正帮助我构建AST的有用信息。我已经知道ANTLR4不会像以前的ANTLR3那样构建AST。每个人都说：“嘿，请使用访客！”，但是我找不到任何示例或有关如何执行此操作的更详细的说明…
我有一个像C一样的语法，但是每个命令都是用葡萄牙语（葡萄牙语编程语言）编写的。我可以使用ANTLR4轻松生成解析树。我的问题是：创建AST现在需要做什么？
顺便说一句，我正在使用Java和IntelliJ …
EDIT1：我能得到的最接近的答案是：使用antlr4从Java源代码创建AST并提取方法，变量和注释，这是一个简单的示例吗？ 但是它仅打印访问的方法的名称。
由于第一次尝试对我不起作用，所以我尝试使用ANTLR3的本教程，但是我不知道如何使用StringTamplate代替ST …
阅读《权威ANTLR 4参考》一书，我也找不到与AST相关的任何内容。
EDIT2：现在我有一个类来创建DOT文件，我只需要弄清楚如何正确使用访问者
回答：
让我们建立一个简单的数学示例。对于这样的任务，构建AST完全是矫kill过正，但这是展示原理的好方法。
我将使用C＃进行操作，但Java版本将非常相似。
语法
首先，让我们写一个非常基本的数学语法来使用：
grammar Math;compileUnit
: expr EOF
;
expr
: '(' expr ')' # parensExpr
| op=('+'|'-') expr # unaryExpr
| left=expr op=('*'|'/') right=expr # infixExpr
| left=expr op=('+'|'-') right=expr # infixExpr
| func=ID '(' expr ')' # funcExpr
| value=NUM # numberExpr
;
OP_ADD: '+';
OP_SUB: '-';
OP_MUL: '*';
OP_DIV: '/';
NUM : [0-9]+ ('.' [0-9]+)? ([eE] [+-]? [0-9]+)?;
ID : [a-zA-Z]+;
WS : [ \t\r\n] -> channel(HIDDEN);
很基本的东西，我们有一个expr处理所有事情的规则（优先规则等）。
AST节点
然后，让我们定义一些我们将要使用的AST节点。这些都是完全自定义的，你可以按照自己的方式定义它们。
这是我们将在此示例中使用的节点：
internal abstract class ExpressionNode{
}
internal abstract class InfixExpressionNode : ExpressionNode
{
public ExpressionNode Left { get; set; }
public ExpressionNode Right { get; set; }
}
internal class AdditionNode : InfixExpressionNode
{
}
internal class SubtractionNode : InfixExpressionNode
{
}
internal class MultiplicationNode : InfixExpressionNode
{
}
internal class DivisionNode : InfixExpressionNode
{
}
internal class NegateNode : ExpressionNode
{
public ExpressionNode InnerNode { get; set; }
}
internal class FunctionNode : ExpressionNode
{
public Func<double, double> Function { get; set; }
public ExpressionNode Argument { get; set; }
}
internal class NumberNode : ExpressionNode
{
public double Value { get; set; }
}
将CST转换为AST
ANTLR为我们（MathParser.*Context类）生成了CST节点。现在，我们必须将这些转换为AST节点。
访问者很容易做到这一点，而ANTLR为我们提供了一个MathBaseVisitor
internal class BuildAstVisitor : MathBaseVisitor<ExpressionNode>{
public override ExpressionNode VisitCompileUnit(MathParser.CompileUnitContext context)
{
return Visit(context.expr());
}
public override ExpressionNode VisitNumberExpr(MathParser.NumberExprContext context)
{
return new NumberNode
{
Value = double.Parse(context.value.Text, NumberStyles.AllowDecimalPoint | NumberStyles.AllowExponent)
};
}
public override ExpressionNode VisitParensExpr(MathParser.ParensExprContext context)
{
return Visit(context.expr());
}
public override ExpressionNode VisitInfixExpr(MathParser.InfixExprContext context)
{
InfixExpressionNode node;
switch (context.op.Type)
{
case MathLexer.OP_ADD:
node = new AdditionNode();
break;
case MathLexer.OP_SUB:
node = new SubtractionNode();
break;
case MathLexer.OP_MUL:
node = new MultiplicationNode();
break;
case MathLexer.OP_DIV:
node = new DivisionNode();
break;
default:
throw new NotSupportedException();
}
node.Left = Visit(context.left);
node.Right = Visit(context.right);
return node;
}
public override ExpressionNode VisitUnaryExpr(MathParser.UnaryExprContext context)
{
switch (context.op.Type)
{
case MathLexer.OP_ADD:
return Visit(context.expr());
case MathLexer.OP_SUB:
return new NegateNode
{
InnerNode = Visit(context.expr())
};
default:
throw new NotSupportedException();
}
}
public override ExpressionNode VisitFuncExpr(MathParser.FuncExprContext context)
{
var functionName = context.func.Text;
var func = typeof(Math)
.GetMethods(BindingFlags.Public | BindingFlags.Static)
.Where(m => m.ReturnType == typeof(double))
.Where(m => m.GetParameters().Select(p => p.ParameterType).SequenceEqual(new[] { typeof(double) }))
.FirstOrDefault(m => m.Name.Equals(functionName, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));
if (func == null)
throw new NotSupportedException(string.Format("Function {0} is not supported", functionName));
return new FunctionNode
{
Function = (Func<double, double>)func.CreateDelegate(typeof(Func<double, double>)),
Argument = Visit(context.expr())
};
}
}
如你所见，这仅是通过使用访问者从CST节点中创建AST节点的问题。代码应该很容易解释（嗯，也许除了VisitFuncExpr东西之外，但这只是将委托连接到类的合适方法的一种快速方法System.Math）。
在这里，你将拥有AST建筑材料。这就是所需要的。只需从CST中提取相关信息，然后将其保存在AST中即可。
AST访客
现在，让我们玩一下AST。我们必须建立一个AST访问者基类来遍历它。让我们做一些与AbstractParseTreeVisitor
internal abstract class AstVisitor<T>{
public abstract T Visit(AdditionNode node);
public abstract T Visit(SubtractionNode node);
public abstract T Visit(MultiplicationNode node);
public abstract T Visit(DivisionNode node);
public abstract T Visit(NegateNode node);
public abstract T Visit(FunctionNode node);
public abstract T Visit(NumberNode node);
public T Visit(ExpressionNode node)
{
return Visit((dynamic)node);
}
}
在这里，我利用C＃的dynamic关键字在一行代码中执行了两次调度。在Java中，你必须使用以下if语句序列自己进行连接：
if (node is AdditionNode) { return Visit((AdditionNode)node);
} else if (node is SubtractionNode) {
return Visit((SubtractionNode)node);
} else if ...
但是我只是为这个例子寻求捷径。
与AST合作
那么，我们可以用数学表达式树做什么？评估一下，当然！让我们实现一个表达式评估器：
internal class EvaluateExpressionVisitor : AstVisitor<double>{
public override double Visit(AdditionNode node)
{
return Visit(node.Left) + Visit(node.Right);
}
public override double Visit(SubtractionNode node)
{
return Visit(node.Left) - Visit(node.Right);
}
public override double Visit(MultiplicationNode node)
{
return Visit(node.Left) * Visit(node.Right);
}
public override double Visit(DivisionNode node)
{
return Visit(node.Left) / Visit(node.Right);
}
public override double Visit(NegateNode node)
{
return -Visit(node.InnerNode);
}
public override double Visit(FunctionNode node)
{
return node.Function(Visit(node.Argument));
}
public override double Visit(NumberNode node)
{
return node.Value;
}
}
一旦拥有AST，这非常简单，不是吗？
全部放在一起
最后但并非最不重要的一点是，我们必须实际编写主程序：
internal class Program{
private static void Main()
{
while (true)
{
Console.Write("> ");
var exprText = Console.ReadLine();
if (string.IsNullOrWhiteSpace(exprText))
break;
var inputStream = new AntlrInputStream(new StringReader(exprText));
var lexer = new MathLexer(inputStream);
var tokenStream = new CommonTokenStream(lexer);
var parser = new MathParser(tokenStream);
try
{
var cst = parser.compileUnit();
var ast = new BuildAstVisitor().VisitCompileUnit(cst);
var value = new EvaluateExpressionVisitor().Visit(ast);
Console.WriteLine("= {0}", value);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
Console.WriteLine();
}
}
}
以上是 Java如何使用ANTLR4创建AST？ 的全部内容， 来源链接： utcz.com/qa/433868.html
