Comment puis-je créer et manipuler des arbres de syntaxe abstraite (AST) à l'aide d'ANTLR4 ?

Créer un AST avec ANTLR4 : un guide pratique

Le concept d'arbre de syntaxe abstraite (AST) peut être intimidant, mais ANTLR4 fournit un mécanisme efficace pour les construire. Cet article vous guidera tout au long du processus de création d'un AST à partir d'une grammaire personnalisée, y compris l'utilisation de visiteurs pour extraire et manipuler des données.

Construire la grammaire

Tout d'abord, définissez votre grammaire. Pour cet exemple, nous allons créer une grammaire mathématique simple en Java :

grammar Math;

compileUnit
    :   expr EOF
    ;

expr
    :   '(' expr ')'                         # parensExpr
    |   op=('+'|'-') expr                    # unaryExpr
    |   left=expr op=('*'|'/') right=expr    # infixExpr
    |   left=expr op=('+'|'-') right=expr    # infixExpr
    |   func=ID '(' expr ')'                 # funcExpr
    |   value=NUM                            # numberExpr
    ;

Création des nœuds AST

Ensuite, définissez les nœuds AST. Ces nœuds personnalisés représenteront la structure de nos expressions mathématiques :

abstract class ExpressionNode {}
abstract class InfixExpressionNode extends ExpressionNode { ExpressionNode left, right; }
class AdditionNode extends InfixExpressionNode {}
class SubtractionNode extends InfixExpressionNode {}
class MultiplicationNode extends InfixExpressionNode {}
class DivisionNode extends InfixExpressionNode {}
class NegateNode extends ExpressionNode { ExpressionNode innerNode; }
class FunctionNode extends ExpressionNode { Func<Double, Double> function; ExpressionNode argument; }
class NumberNode extends ExpressionNode { Double value; }

Conversion du CST en AST

Les visiteurs nous permettent de transformer l'arbre de syntaxe concret (CST) généré par ANTLR dans un AST. La classe BuildAstVisitor effectuera cette transformation :

class BuildAstVisitor extends MathBaseVisitor<ExpressionNode> {
    @Override
    public ExpressionNode visitCompileUnit(MathParser.CompileUnitContext context) { return visit(context.expr()); }

    @Override public ExpressionNode visitNumberExpr(MathParser.NumberExprContext context) { ... }
    @Override public ExpressionNode visitParensExpr(MathParser.ParensExprContext context) { ... }
    @Override public ExpressionNode visitInfixExpr(MathParser.InfixExprContext context) { ... }
    @Override public ExpressionNode visitUnaryExpr(MathParser.UnaryExprContext context) { ... }
    @Override public ExpressionNode visitFuncExpr(MathParser.FuncExprContext context) { ... }
}

Travailler avec l'AST

Une fois l'AST construit, nous pouvons utiliser un visiteur pour le parcourir et l'évaluer. Le EvaluateExpressionVisitor effectuera cette tâche :

class EvaluateExpressionVisitor extends AstVisitor<Double> {
    @Override
    public Double visitAdditionNode(AdditionNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitSubtractionNode(SubtractionNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitMultiplicationNode(MultiplicationNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitDivisionNode(DivisionNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitNegateNode(NegateNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitFunctionNode(FunctionNode node) { ... }
    @Override
    public Double visitNumberNode(NumberNode node) { ... }
}

Putting It All Together

Enfin, la classe Main relie le tout et invite l'utilisateur à saisir :

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            String exprText = ...; // Read input from the user

            // Parse the input and use the visitors to create and manipulate the AST

            Double value = ...; // Evaluate the AST using the `EvaluateExpressionVisitor`

            System.out.println("= " + value);
        }
    }
}

En suivant ces étapes, vous pouvez créer et manipuler efficacement des AST à l'aide d'ANTLR4. Cette fonctionnalité puissante constitue une base solide pour la création de processeurs de langage complexes et d'autres applications.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!