ANTLR4 を使用して抽象構文ツリー (AST) を作成および操作するにはどうすればよいですか?

ANTLR4 を使用した AST の作成: 実践ガイド

抽象構文ツリー (AST) の概念は難しいかもしれませんが、ANTLR4 は次のことを提供します。それらを構築するための効果的なメカニズム。この記事では、訪問者を使用してデータを抽出および操作するなど、カスタム文法から AST を作成するプロセスについて説明します。

文法の構築

最初に、定義しますあなたの文法。この例では、Java で簡単な数学文法を作成します。

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
    ;

AST ノードの作成

次に、AST ノードを定義します。これらのカスタム ノードは、数式の構造を表します。

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; }

CST から AST への変換

ビジターを使用すると、生成された具体的な構文ツリー (CST) を変換できます。 ANTLR によって AST に変換されます。 BuildAstVisitor クラスは次の変換を実行します。

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) { ... }
}

AST の操作

AST が構築されたら、ビジターを使用してそれを走査して評価できます。 EvaluateExpressionVisitor は次のタスクを実行します:

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) { ... }
}

すべてをまとめて実行

最後に、Main クラスがすべてを結合し、ユーザーに入力を求めます:

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);
        }
    }
}

これらの手順に従うことで、次を使用して AST を効果的に作成および操作できます。 ANTLR4。この強力な機能は、複雑な言語プロセッサやその他のアプリケーションを構築するための堅牢な基盤を提供します。

以上がANTLR4 を使用して抽象構文ツリー (AST) を作成および操作するにはどうすればよいですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。