Wie kann ich ANTLR verwenden, um einfache mathematische Ausdrücke zu analysieren und auszuwerten?

Sicherlich, hier ist die Antwort für den angegebenen Titel und Inhalt:

ANTLR: Eine einfache Schritt-für-Schritt-Anleitung mit Beispiel

ANTLR, oder ANother Tool for Language Recognition, ist ein leistungsstarkes Parser-Generator-Tool, mit dem Sie Grammatiken definieren und Parser generieren können in verschiedenen Programmiersprachen. Wenn Sie ein Anfänger sind, werden Sie die Beispiele von ANTlr.org möglicherweise etwas überwältigend finden. Dieser Leitfaden enthält ein vereinfachtes Beispiel, das Ihnen hilft, die Funktionsweise von ANTLR zu verstehen.

Erstellen der Grammatikdatei

Zunächst definieren Sie eine einfache Grammatik in einer Textdatei, z. B. „Exp.g“. Mit der folgenden Grammatik können Sie grundlegende mathematische Ausdrücke mit vier Operatoren ( , -, *, /) und Klammern auswerten:

grammar Exp;

eval
    : additionExp EOF
    ;

additionExp
    : multiplyExp 
         ( '+' multiplyExp 
         | '-' multiplyExp
         )* 
    ;

multiplyExp
    : atomExp
         ( '*' atomExp 
         | '/' atomExp
         )* 
    ;

atomExp
    : Number
    | '(' additionExp ')'
    ;

Number
    : ('0'..'9')+ ('.' ('0'..'9')+)?
    ;

Generieren des Lexers und Parsers

Angenommen Wenn Sie das ANTLR-JAR heruntergeladen haben, führen Sie den folgenden Befehl aus, um den Lexer (ExpLexer.java) und den Parser zu generieren (ExpParser.java) Klassen:

java -cp antlr-3.2.jar org.antlr.Tool Exp.g

Erstellen der Testklasse

Erstellen Sie nun eine Testklasse, z. B. ANTLRDemo.java, die den Parser aufruft und verarbeitet den Ausdruck:

import org.antlr.runtime.*;

public class ANTLRDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ANTLRStringStream in = new ANTLRStringStream("12*(5-6)");
        ExpLexer lexer = new ExpLexer(in);
        CommonTokenStream tokens = new CommonTokenStream(lexer);
        ExpParser parser = new ExpParser(tokens);
        System.out.println(parser.eval());
    }
}

Verbesserung der Grammatik mit Java-Code

Um Berechnungen durchzuführen, fügen Sie Java-Codeblöcke in Ihre Grammatikregeln ein, eingeschlossen in { }. Hier ist die geänderte Grammatik:

grammar Exp;

eval
    : exp=additionExp {$value = $exp.value;}
    ;

additionExp
    : m1=multiplyExp       {$value =  $m1.value;} 
         ( '+' m2=multiplyExp {$value += $m2.value;} 
         | '-' m2=multiplyExp {$value -= $m2.value;}
         )* 
    ;

// ...

Das Beispiel ausführen

Kompilieren Sie alle generierten und Testklassen und führen Sie dann die ANTLRDemo-Klasse aus:

// *nix/MacOS
java -cp antlr-3.2.jar org.antlr.Tool Exp.g   // 1
javac -cp .:antlr-3.2.jar ANTLRDemo.java      // 2
java -cp .:antlr-3.2.jar ANTLRDemo            // 3

// Windows
java -cp antlr-3.2.jar org.antlr.Tool Exp.g   // 1
javac -cp .;antlr-3.2.jar ANTLRDemo.java      // 2
java -cp .;antlr-3.2.jar ANTLRDemo            // 3

Dadurch wird das Ergebnis „12*(5-6)“ berechnet und angezeigt Konsole.

Dieses einfache Beispiel demonstriert die Grundlagen von ANTLR. Um mehr zu erfahren, erkunden Sie das ANTLR-Wiki, die Tutorials und die Dokumentation.

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