使用golang+antlr4构建一个自己的语言解析器（二）

Antlr4文件解析流程

该图展示了一个语言应用程序中的基本流动过程

• 输入一个字符流，首先经过词法分析，获取各个Token
• 然后经过语法分析，组成语法分析树

Antlr4语法书写规范

语法关键字和使用

符号	作用
？	表达式可选
*	表达式出现0此或多次
+	表达式至少一次
EOF	语法结尾
expr expr1 expr2	序列模式，由多个表达式或Token组成一个语法规则
expr|expr1|expr2	选择模式，指定一个语法规则可以选择多个匹配模式
expr|expr1|expr*	嵌套模式，自身引用自身

处理优先级、左递归和结合性

Antlr4默认使用自上而下，默认左递归的方式识别语法， 使用下面一个例子说明左递归的方式

expr:expr '*' expr

|expr '+' expr

|INT

;

输入1+2*3；识别的树为

这是因为首先定义了乘法语法规则，然后定义了加法语法规则。

更改左递归的方式

expr:<assoc=right> expr '^' expr

|INT

;

指定第一个expr接受^{expr的结果作为结合一个语法规则，输入1}2^3，识别的树为

Antlr4的基本命令我们就了解到这，有兴趣研究的小伙伴，可以查看《Antlr4权威指南》这本书。

第一个脚本

避坑指南

使用go mode模式引用antlr4默认是1.X版本，这个是低版本antlr，无法识别最新的antlr语法，使用

go get -u github.com/antlr/antlr4/runtime/Go/antlr/v4

获取antlr4最新版本的golang包

语法文件

我这里使用的IDE是goland，这个大家根据自己的爱好自选就行。

新建文件夹：parser

在parser文件夹下新建文件：Calc.g4

输入一下内容：

grammar Calc;
//Token
MUL: '*';
DIV: '/';
ADD:+;
SUB-';
NUMBER' | [1-9] ('_'? [0-9])*);
WS_NLSEMI:[ \r\n\t]+ -> skip;
//Rule
expression:
expression op = (MUL | DIV) expression #MulDiv
| expression op =  (ADD | SUB) expression #AddSub
| NUMBER
start:expression EOF

• g4文件是Antlr4的文件类型
• Token代表定制的语法中的关键字，Token都是全部大写
• Rule是语法规则，由驼峰样式书写，首字母小写，后续每个单词首字母大写
• EOF代表结尾

脚本命令

我们需要使用Antlr4命令生成Go语言的语法树和Listen方式的go文件

$ java -jar 'C:\Program Files\Java\antlr\antlr-4.12.0-complete.jar' -Dlanguage=Go -no-visitor -package parser *.g4

上述命令就是指定使用antlr4将文件目录下所有的.g4文件生成目标语言为Go的语言文件。

执行CMD命令：

cd .\parser\

执行上述命令，我们会在parser文件夹中看到生成了很多文件：

Calc.interp

Calc.tokens

calc_base_listener.go //监听模式基类的文件

calc_lexer.go //文法文件

calc_listener.go //监听模式的文件（定义多少个语法或者自定义类型就会有多少对Enter、Exit方法）

calc_parser.go //识别语法的文件

验证语法

func main(){
  is := antlr.NewInputStream("1+1*2")`
  lexer := parser.NewCalcLexer(is)
  // Read all tokens
  for {
	t := lexer.NextToken()
	if t.GetTokenType() == antlr.TokenEOF {
		break
	}
	fmt.Printf("%s (%q)\n",lexer.SymbolicNames[t.GetTokenType()], t.GetText())
      }

}

输入内容：

NUMBER ("1")
ADD ("+")
NUMBER ("1")
MUL ("*")
NUMBER ("2")

证明我们的每个Token都被识别

建立一个四则运算法则

type calcListener struct {
	*parser.BaseCalcListener

	stack []int
}

func (l *calcListener) push(i int) {
	l.stack = append(l.stack, i)
}

func (l *calcListener) pop() int {
	if len(l.stack) < 1 {
		panic("stack is empty unable to pop")
	}

	// Get the last value from the stack.
	result := l.stack[len(l.stack)-1]

	// Remove the last element from the stack.
	l.stack = l.stack[:len(l.stack)-1]

	return result
}

func (l *calcListener) ExitMulDiv(c *parser.MulDivContext) {
	right, left := l.pop(), l.pop()

	switch c.GetOp().GetTokenType() {
	case parser.CalcParserMUL:
		l.push(left * right)
	case parser.CalcParserDIV:
		l.push(left / right)
	default:
		panic(fmt.Sprintf("unexpected op: %s", c.GetOp().GetText()))
	}
}

func (l *calcListener) ExitAddSub(c *parser.AddSubContext) {
	right, left := l.pop(), l.pop()

	switch c.GetOp().GetTokenType() {
	case parser.CalcParserADD:
		l.push(left + right)
	case parser.CalcParserSUB:
		l.push(left - right)
	default:
		panic(fmt.Sprintf("unexpected op: %s", c.GetOp().GetText()))
	}
}

func (l *calcListener) ExitNumber(c *parser.NumberContext) {
	i, err := strconv.Atoi(c.GetText())
	if err != nil {
		panic(err.Error())
	}

	l.push(i)
}

func calc(input string) int {
	// Setup the input
	is := antlr.NewInputStream(input)

	// Create the Lexer
	lexer := parser.NewCalcLexer(is)
	stream := antlr.NewCommonTokenStream(lexer, antlr.TokenDefaultChannel)

	// Create the Parser
	p := parser.NewCalcParser(stream)

	// Finally parse the expression (by walking the tree)
	var listener calcListener
	antlr.ParseTreeWalkerDefault.Walk(&listener, p.Start())

	return listener.pop()
}

func main(){
	fmt.Println(calc(1+1*2))
}

至此，我们已经使用antlr4+golang开始自己第一个语法文件使用，接下来就是如何实现我们自定的语法了！！！