ANTLR4를 사용하여 추상 구문 트리(AST)를 어떻게 생성하고 조작할 수 있습니까?

ANTLR4를 사용하여 AST 만들기: 실용 가이드

추상 구문 트리(AST) 개념은 어려울 수 있지만 ANTLR4는 다음을 제공합니다. 이를 구성하는 효과적인 메커니즘. 이 문서에서는 방문자를 사용하여 데이터를 추출하고 조작하는 것을 포함하여 사용자 정의 문법에서 AST를 생성하는 과정을 안내합니다.

문법 구축

먼저 정의합니다. 당신의 문법. 이 예에서는 Java로 간단한 수학 문법을 생성합니다.

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 노드 생성

다음으로 AST 노드를 정의합니다. 이러한 사용자 정의 노드는 수학 표현식의 구조를 나타냅니다.

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; }

CST를 AST로 변환

방문자를 통해 생성된 구체적인 구문 트리(CST)를 변환할 수 있습니다. ANTLR을 통해 AST로 변환됩니다. BuildAstVisitor 클래스는 다음 변환을 수행합니다.

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 작업

AST가 구성되면 방문자를 사용하여 이를 탐색하고 평가할 수 있습니다. EvaluateExpressionVisitor는 다음 작업을 수행합니다.

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) { ... }
}

모두 함께 사용

마지막으로 Main 클래스는 모든 것을 하나로 묶고 사용자에게 입력하라는 메시지를 표시합니다.

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);
        }
    }
}

이러한 단계를 따르면 다음을 사용하여 AST를 효과적으로 생성하고 조작할 수 있습니다. ANTLR4. 이 강력한 기능은 복잡한 언어 프로세서 및 기타 애플리케이션을 구축하기 위한 강력한 기반을 제공합니다.

위 내용은 ANTLR4를 사용하여 추상 구문 트리(AST)를 어떻게 생성하고 조작할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!