Antlr4实现计算器程序

迈不过友情╰ 2024-04-17 05:48 63阅读 0赞

本文介绍使用Antlr4实现一个支持四则运算的程序，关于Antlr4的安装可以参考上一篇文章。

工具：Intellij IDEA + antlr4 plugin

1. 编辑antlr4的语法文件

grammar LabelExpr;
    /** 起始规则 语法分析器起点 */
    prog:	stat+ ;
    
    stat:   expr NEWLINE        # printExpr
        |   ID '=' expr NEWLINE # assign
        |   NEWLINE             # blank
        ;
    
    expr:	expr op=('*'|'/') expr # MulDiv
        |	expr op=('+'|'-') expr # AddSub
        |	INT                 # int
        |   ID                  # id
        |	'(' expr ')'        # parens
        ;
    
    ID      : [a-zA-Z]+ ;   // 匹配标识符
    INT     : [0-9]+ ;      // 匹配整数
    NEWLINE : '\r'? '\n' ;     // 新行 即语句终止标志
    WS      : [ \t]+ -> skip ; // 丢弃空白字符
    
    MUL     : '*' ;
    DIV     : '/' ;
    Add     : '+' ;
    SUB     : '-' ;

在IDEA中可以直接使用ANTLR Preview窗口测试语法文件是否正确

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NqaHVhbmd4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

然后生成Java的解析代码，继承其中的额LabelExprBaseVisitor类，实现处理逻辑

package labelExpr;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    public class MyEvalVisitor extends LabelExprBaseVisitor<Integer> {
    
        /**
         * 保存运行中的结果
         */
        Map<String, Integer> memory = new HashMap<>();
    
        @Override
        public Integer visitAssign(LabelExprParser.AssignContext ctx) {
            String id = ctx.ID().getText();
            int value = visit(ctx.expr());
            memory.put(id, value);
            return value;
        }
    
        @Override
        public Integer visitPrintExpr(LabelExprParser.PrintExprContext ctx) {
            Integer value = visit(ctx.expr());
            System.out.println(value);
            return 0;
        }
    
        @Override
        public Integer visitInt(LabelExprParser.IntContext ctx) {
            return Integer.valueOf(ctx.INT().getText());
        }
    
        @Override
        public Integer visitId(LabelExprParser.IdContext ctx) {
            String id = ctx.ID().getText();
            if (memory.containsKey(id)) {
                return memory.get(id);
            }
            return 0;
        }
    
        @Override
        public Integer visitMulDiv(LabelExprParser.MulDivContext ctx) {
            int left = visit(ctx.expr(0));
            int right = visit(ctx.expr(1));
            if (ctx.op.getType() == LabelExprParser.MUL) {
                return left * right;
            } else {
                return left / right;
            }
        }
    
        @Override
        public Integer visitAddSub(LabelExprParser.AddSubContext ctx) {
            int left = visit(ctx.expr(0));
            int right = visit(ctx.expr(1));
            if (ctx.op.getType() == LabelExprParser.Add) {
                return left + right;
            } else {
                return left - right;
            }
        }
    
        @Override
        public Integer visitParens(LabelExprParser.ParensContext ctx) {
            return visit(ctx.expr());
        }
    }

测试内容如下：

193
    a = 5
    b = 6
    a + b * 3
    1 + 2 * 3

下面是测试代码和结果

package labelExpr;
    
    import org.antlr.v4.runtime.CharStreams;
    import org.antlr.v4.runtime.CommonTokenStream;
    import org.antlr.v4.runtime.tree.ParseTree;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            InputStream is = Main.class.getClassLoader().getResourceAsStream("expr1.txt");
    
            LabelExprLexer lexer = new LabelExprLexer(CharStreams.fromStream(is));
    
            CommonTokenStream tokens = new CommonTokenStream(lexer);
    
            LabelExprParser parser = new LabelExprParser(tokens);
    
            ParseTree tree = parser.prog();
    
            MyEvalVisitor visitor = new MyEvalVisitor();
            visitor.visit(tree);
    
            is.close();
        }
    }

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