登录
当前位置： 首页 > 面试题库 >

Java 使用侦听器的ANTLR中的if / else语句

夹谷志
2023-03-14
问题内容：

我正在为学校项目创建一种简单的编程语言。我正在使用ANTLR 4从我的语法生成词法分析器和解析器。到目前为止，我一直在使用ANTLR侦听器模式来应用编程语言的实际功能。

现在，我想实现if / else语句，但是我不确定在使用侦听器模式时实际上可以实现这些语句，因为ANTLR决定使用侦听器时以哪种顺序遍历解析树，我想像一下if /的实现else语句将需要根据满足该条件的条件在解析树中跳转。

谁能告诉我是否可以使用ANTLR实现if / else语句，或者我是否必须自己实现访问者模式？另外，有人可以给出一个非常简单的语句实现示例吗？


问题答案：

默认情况下，ANTLR 4生成侦听器。但是，如果你提供org.antlr.v4.Tool命令行参数-visitor，则ANTLR会为你生成访问者类。它们的工作方式与侦听器非常相似，但是可以让你更好地控制要行走/访问的树（子树）。如果要排除某些（子）树（如你的情况那样，则else / if块），这特别有用。尽管可以使用侦听器来完成此操作，但是与访问者一起执行此操作会更加干净。使用侦听器，你需要引入全局变量，以跟踪是否需要评估（子）树，而不需要。

碰巧的是，我正在研究一个小的ANTLR 4教程。还没有完成，但是我将发布一个小的工作示例，演示这些访问者类和if语句构造的用法。

1.语法
这是一个支持基本表达式if-，while-和- 语句的简单语法log：

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，假设你要分析和评估如下输入：

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.访客我

首先生成解析器和访问者类：

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

上面的命令会生成文件，等等MuBaseVisitor 。这是我们要扩展的类，没有自己的逻辑： 

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

这里Value只是我们的任何语言的类型的包装（String，Boolean，Double）：

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.测试一

要测试这些类，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，最后的命令是：java -cp .;antlr-4.0-complete.jar Main）

运行后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test.mu正确评估文件，我们需要为以下规则提供正确的实现：

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

4.访客II和测试II

这是这些规则的实现：

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;
    }
}

重新编译并运行时Main，将在控制台上显示以下内容：

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

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

编辑

来自@pwwpche，在注释中：

对于使用jdk1.8并遇到的用户IndexOutOfBoundsException，antlr 4.0某种程度上与jdk1.8不兼容。下载antlr-4.6-complete.jar，并替换expr POW<assoc=right> expr为<assoc=right>expr POW expr将会消除错误和警告。



 类似资料：
  • ANTLR中使用侦听器的if/else语句

  • 使用XSLT中的if-else语句

    我有一个xslt文档。我想在这个文档中使用if语句。我的代码是： 如果返回的值是code1然后写A，如果返回的值是code2然后写B。 我该怎么做？

  • Java if else语句

    主要内容：if 结构,if-else 结构,多条件 if-else-if 语句,嵌套 if 的使用Java 支持两种选择语句：if 语句和 switch 语句。其中 if 语句使用布尔表达式或布尔值作为分支条件来进行分支控制，而 switch 语句则用于对多个整型值进行匹配，从而实现分支控制。这些语句允许你只有在程序运行时才能知道其状态的情况下，控制程序的执行过程。如果你没有 C/ C++ 的编程背景，你将会为这两个语句的强大功能和灵活性而感到吃惊。 选择结构（也叫分支结构）解决了顺序结构不能

  • Swift if…else if…else 语句

    Swift 条件语句 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else if...else 语句，else if...else 语句 在测试多个条件语句时是非常有用的。 当你使用 if , else if , else 语句时需要注意以下几点： if 语句后可以有 0 个或 1 个 else，但是如果 有 else if 语句，else 语句需要在 else if 语句之后。 if 语句后可以有 0

  • if ... else 语句（if...else statements）

    else语句可以与if语句结合使用。 else语句包含else语句中的条件表达式解析为0或FALSE值时执行的代码块。 else语句是一个可选语句， else后面最多只能有一个else语句。 语法 (Syntax) if...else语句的语法是 - if expression: statement(s) else: statement(s) 流程图 (Flow Diagram) 例

  • Images.SetVisibilty的If-else语句

    我想问一下如何使用下面的代码执行if语句？我试过了，但它给了我一个错误；它说不能把void变成bool。有什么建议吗？

相关阅读

AngularJS模板中的if else语句在IF .. ELSE语句中使用临时表Python嵌套的if-else语句if / else语句中的函数声明？Java中的侦听器的目的是什么？

相关文章

JavaScript if else解决if-else的问题Struts2 if/else标签Python if else对缩进的要求Struts2 if,elseif,else标签示例

相关问答

在Antlr侦听器中获取令牌类型使用antlr解析特定函数中的lua IF语句只使用if else的Java命令行计算器如何解析标准的if-else if-else语句？（带RPLY）三元if-else语句中的语法错误

相关工具

ANTLRJet ANTLRANTLR RubyANTLR IDE加速度传感器的使用

相关文档

Antlr 4 参考ANTLR 4 简明教程Java 语言快速入门机器学习：使用 PythonJava 程序员眼中的 Linux
快捷导航： 新手教程 算法原理 架构设计 Java进阶 数据库进阶 大厂专栏 面试经验 编程笔记 编程问答 所有专题 文档资料 工具软件 电子书籍 小牛导航
在线工具： 房贷计算器 个税计算器 Linux命令查询 Json格式化 正则表达式 颜色转换 AES加解密 SHA1加密 MD5加密 毒鸡汤 字数统计 随机密码生成 进制转换 Base64编解码 励志句子
Copyright © 2019-2024 小牛知识库@xnip.cn. All Rights Reserved.