Polecenia If / else w ANTLR za pomocą listenerów
Tworzę prosty język programowania dla projektu szkolnego. Używam ANTLR 4 do generowania lexera i parsera z mojej gramatyki. Do tej pory używałem ANTLRs listener pattern do zastosowania rzeczywistej funkcjonalności języka programowania.
Teraz chciałbym zaimplementować polecenia if / else, ale nie jestem pewien, czy mogą one być zaimplementowane przy użyciu wzorca listener, ponieważ ANTLR decyduje w jakiej kolejności przechodzić drzewo parse przy użyciu listeners i I wyobraź sobie, że implementacja instrukcji if / else będzie wymagała przeskakiwania wokół drzewa parse w zależności od tego, który warunek w instrukcji jest spełniony.
Czy ktoś może mi powiedzieć, czy będzie możliwe zaimplementowanie poleceń if/else przy użyciu ANTLR lub czy będę musiał zaimplementować wzorzec odwiedzającego osobiście? Czy ktoś może podać niezwykle prosty przykład realizacji oświadczeń?
1 answers
Domyślnie ANTLR 4 generuje słuchacze. Ale jeśli podasz org.antlr.v4.Tool
parametr linii poleceń -visitor
, ANTLR wygeneruje dla ciebie klasy odwiedzających. Działają one podobnie jak słuchacze, ale dają większą kontrolę nad tym, które (pod) drzewa są Chodzone / odwiedzane. Jest to szczególnie przydatne, jeśli chcesz wykluczyć niektóre (pod) drzewa(jak bloki else / if, jak w Twoim przypadku). Podczas gdy to może być wykonane za pomocą słuchaczy, jest znacznie czystsze zrobić to z gościem. Korzystając ze słuchaczy, będziesz musiał wprowadzić zmienne globalne, które śledzą, czy drzewo podrzędne wymaga oceny, a które nie.
Tak się składa, że pracuję nad małym samouczkiem ANTLR 4. To jeszcze nie jest zrobione, ale opublikuję mały roboczy przykład, który demonstruje użycie tych klas odwiedzających i konstruowania instrukcji if
.
1. Gramatyka
Oto prosta gramatyka wspierająca podstawowe wyrażenia, if
-, while
- and log
-statements:
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
: .
;
Teraz powiedzmy możesz analizować i oceniać dane wejściowe w następujący sposób:]}
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. Gość I
Zacznij od wygenerowania parsera i klas odwiedzających:
java -cp antlr-4.0-complete.jar org.antlr.v4.Tool Mu.g4 -visitor
Powyższe polecenie wygenerowałoby m.in. plik MuBaseVisitor<T>
. Jest to klasa, którą zamierzamy rozszerzyć z własną logiką: {]}
EvalVisitor.java
public class EvalVisitor extends MuBaseVisitor<Value> {
// ...
}
Gdzie Value
jest tylko wrapperem dla każdego z typów naszego języka (String
, Boolean
, Double
):
Wartość.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. Test I
Aby przetestować klasy, użyj następującej klasy Main
:
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);
}
}
I skompilować i uruchomić pliki źródłowe:
javac -cp antlr-4.0-complete.jar *.java
java -cp .:antlr-4.0-complete.jar Main
(w systemie Windows ostatnią komendą będzie: java -cp .;antlr-4.0-complete.jar Main
)
Po uruchomieniu Main
nic się nie dzieje (oczywiście?). Dzieje się tak dlatego, że nie zaimplementowaliśmy żadnej z reguł w naszej klasie EvalVisitor
. Aby móc prawidłowo ocenić plik test.mu
, musimy zapewnienie właściwej implementacji następujących zasad:
if_stat
andExpr
orExpr
plusExpr
assignment
idAtom
booleanAtom
stringAtom
log
4. Visitor II & Test II
Oto implementacja tych zasad:
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;
}
}
Po ponownej kompilacji i uruchomieniu Main
, na konsoli zostaną wydrukowane następujące elementy:]}
2 :: a=true, b=false
Done!
Do realizacji wszystkie inne zasady, patrz: https://github.com/bkiers/Mu
Edytuj
Od @ pwwpche, w komentarzach:
Dla osób korzystających z jdk1.8 i encounter
IndexOutOfBoundsException
, antlr 4.0 jest jakoś nie kompatybilny z jdk1. 8. Pobierz antlr-4.6-complete.słoik i zamieńexpr POW<assoc=right> expr
na<assoc=right>expr POW expr
will wyeliminuj błąd i ostrzeżenia.
Warning: date(): Invalid date.timezone value 'Europe/Kyiv', we selected the timezone 'UTC' for now. in /var/www/agent_stack/data/www/doraprojects.net/template/agent.layouts/content.php on line 54
2017-01-16 09:03:49