(二)使用 Antlr 开发领域语言(DSL)
###简单的计算器实现
上一篇中我们已经安装配置好环境
这里写关于简单计算器的实现
识别一个表达式并求值
语法文件：
grammar aaa;
@header {
import java.util.HashMap;
}
@members {
/** Map variable name to Integer object holding value */
HashMap memory = new HashMap();
int i=0;
double e;
}
prog: (stat NEWLINE*)+ ;
stat: expr {if (i==0) System.out.println("表达式结果是------"+$expr.value);
else System.err.println("除数不能为 0 ");}
| ID '=' expr {memory.put($ID.text, new Double($expr.value));}
;
expr returns [double value]
: e=multExpr {$value = $e.value;}
( '+' e=multExpr {$value += $e.value;}
| '-' e=multExpr {$value -= $e.value;}
)*
;
multExpr returns [double value]
: e=atom {$value = $e.value;}
('*' e=atom {$value *= $e.value;}
|'/' e=atom { double w=$e.value;
if ( w!=0 ) $value /= $e.value;
else {i=1;}}
)*
;
atom returns [double value]
: INT {$value = Double.parseDouble($INT.text);}
| ID
{
double v = (double)memory.get($ID.text);
if ( v.doubleValue()!=0 ) $value = v;
else System.err.println("没有给其赋值 "+$ID.text);
}
| '(' expr ')' {$value = $expr.value;}
;
ID : ('a'..'z'|'A'..'Z')+ ;
INT : '0'..'9'+ ;
NEWLINE:'\r'? '\n' ;
WS : (' '|'\t')+ {skip();} ;
运行
java org.antlr.Tool aaa.g
成功运行Antlr之后，将为我们生成 3 个文件，aaa.tokens、aaaLexer.java和aaaParser.java。其中aaa.tokens为文法中用到的各种符号做了数字化编号，我们可以不关注这个文件。aaarLexer是Antlr生成的词法分析器，aaaParser是Antlr 生成的语法分析器
基于 Antlr 生成的词法分析器和语法分析器后，可以基于它们来验证我们的输入的表达式是否合法。我们需要调用 Antlr 的 API 完成以下 Java 程序， 如下所示：
package expr;
import java.util.Scanner;
import org.antlr.runtime.ANTLRStringStream;
import org.antlr.runtime.CommonTokenStream;
public class Test {
public static void main(String [] args) throws Exception {
while(true){
Scanner in = new Scanner(System.in);
String num = in.nextLine();
run(num);}
}
public static void run(String expr) throws Exception {
ANTLRStringStream in = new ANTLRStringStream(expr);
System.out.println(expr);
aaaLexer lexer = new aaaLexer(in);
CommonTokenStream tokens = new CommonTokenStream(lexer);
aaaParser parser = new aaaParser(tokens);
parser.prog();
}
}
对每一个输入的字符串，我们构造一个 ANTLRStringStream 流 in，用 in 构造词法分析器 lexer，词法分析的作用是产生记号，用词法分析器 lexer 构造一个记号流 tokens，然后再使用 tokens 构造语法分析器 parser，至此已经完成词法分析和语法分析的准备工作。最终调用语法分析器的规则 prog，完成对表达式的验证。详细的 Java 程序参考样例代码中的 Test.java
当输入合法的的表达式时，分析器没有任何输出，表示语言被分析器接受；当输入的表达式违反文法规则时，比如“a + (b * 3”，分析器输出 line 0:-1 mismatched input '<EOF>' expecting ')'；提示期待一个右括号却遇到了结束符号。
###文法定义的可视化
使用 Antlrworks 打开 aaa.g，Antlrworks 对每一个文法定义都做了可视化显示。整体的文法定义
其中语法规则和词法记号的定义都有对应的图形表示方式。比如语法规则 atom 的图示形式 所示：
语法规则 atom 的可视化
词法记号 ID 的可视化
使用 Antlrworks 还可以对语法分析树可视化，在 Antlrworks 的 GUI 窗口中，点击
Run ->Debug,在 Input Text 窗口中输入a+(2 + b)，Start Rule选择 prog, 然后完成调试，可以看到 a+(2 + b) 时的语法分析树，如图
a+(2+b) 的语法分析树
「你还是一个人吗」
「难道我回变成一条狗吗」
「汪汪汪」