ANTLR4 返回值及传参的几种方式

写在之前
标签的Visitor
- 语法文件
- 自定义Visitor
- 运行结果
自定义的栈
- 自定义Listener
- 运行结果
ParseTreeProperty
- 自定义Listener
- 运行结果
对比

写在之前

我们已经熟知了ANTLR4的Listener以及Visitor模式。

虽然我们用java来编写应用程序，但是我们想将语法文件和应用文件解耦合出来，因此暂时不用内嵌动作。

接下来我们会介绍三种方式：带标签的Visitor模式（java自带函数栈）、自定义的栈、ANTLR4辅助数据结构ParseTreeProperty。

标签的Visitor

这种模式我们之前介绍过，会省略中间的介绍。

语法文件

三种方法对应的语法文件都是统一的，后面不会重复列举。

类似于一个只会乘法和加法的计算器。

grammar LExpr;s:   e;e:   e MULT e    #Mult|   e ADD e     #Add|   INT         #Int;  CLEAR :   '!' ;
MULT :   '*' ; // assigns token name to '*' used above in grammar
DIV :   '/' ;
ADD :   '+' ;
SUB :   '-' ;
ID  :   [a-zA-Z]+ ;      // match identifiers
INT :   [0-9]+ ;         // match integers
NEWLINE:'\r'? '\n' ;     // return newlines to parser (is end-statement signal)
WS  :   [ \t]+ -> skip ; // toss out whitespace

自定义Visitor

可以看到，EvalVisitor继承了泛型LExprBaseVisitor，类型为Integer。

这导致了后续visit的函数返回值类型都是Int，这个举措有好有坏。好处是我们终于可以设置每个树结点的返回值了，坏处是返回值类型被

同一，而且没办法传参。

还有一个问题是，非叶子结点如果需要访问子结点，必须要显式地要用visit。

import org.antlr.v4.runtime.*;
import org.antlr.v4.runtime.tree.*;import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.*;public class TestEvalVisitor{public static class EvalVisitor extends LExprBaseVisitor<Integer>{public Integer visitMult(LExprParser.MultContext ctx){return visit(ctx.e(0))*visit(ctx.e(1));}public Integer visitAdd(LExprParser.AddContext ctx){return visit(ctx.e(0))+visit(ctx.e(1));}public Integer visitInt(LExprParser.IntContext ctx){return Integer.valueOf(ctx.INT().getText());}}public static void main(String[] args) throws Exception{...EvalVisitor evalVisitor = new EvalVisitor();int result = evalVisitor.visit(tree);System.out.println("visitor result = "+result);}
}

运行结果

输入1+2*3

自定义的栈

我们采用Listener模式，在自定义Listener中取创建这个Stack。

自定义Listener

我们设置了一个类型为Integer的Stack，各个监听函数都可以传参，但是我们需要先对整个语法树的遍历过程足够的了解。

以1+23为例子，+和都是向右结合的运算符，因此我们从栈取出来时，第一个参数应该给right，第二个参数应该给left，看起来无伤大

雅，但还是小心为上。

使用Stack的缺点也十分明显：不够gracious，而且需要有非常清晰的逻辑顺序。但它确实有效。

import org.antlr.v4.runtime.*;
import org.antlr.v4.runtime.tree.*;import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.*;public class TestLEvaluator{public static class Evaluator extends LExprBaseListener{Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>();@Override public void exitMult(LExprParser.MultContext ctx) {int right=stack.pop();int left=stack.pop();stack.push(right*left);}@Override public void exitAdd(LExprParser.AddContext ctx) {int right=stack.pop();int left=stack.pop();stack.push(right+left);}@Override public void exitInt(LExprParser.IntContext ctx) {stack.push( Integer.valueOf(ctx.INT().getText()) );}}public static void main(String[] args) throws Exception{...ParseTreeWalker walker=new ParseTreeWalker();Evaluator eval=new Evaluator();walker.walk(eval,tree);System.out.println("stack result = "+eval.stack.pop());}}

运行结果

输入1+2*3：

ParseTreeProperty

这个方法的思路是，将每个结点需要返回的值临时保存起来（map)。ANTLR4自带了这个一个辅助的map，也就是ParseTreeProperty。

实际上是一个Map<TreeNode,T>。

自定义Listener

可以看到为了方便使用这个map，我们创建了getValue和setValue方便使用它。

好处自然是兼具了优雅以及高效，问题在于会过多的侵占内存。

import org.antlr.v4.runtime.*;
import org.antlr.v4.runtime.tree.*;import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.*;public class TestLEvaluatorWithProps {public static class EvaluatorWithProps extends LExprBaseListener{ParseTreeProperty<Integer> values=new ParseTreeProperty<Integer>();@Override public void exitS(LExprParser.SContext ctx) {setValue(ctx,getValue(ctx.e()));}@Override public void exitMult(LExprParser.MultContext ctx) {setValue(ctx,getValue(ctx.e(0))*getValue(ctx.e(1)));}@Override public void exitAdd(LExprParser.AddContext ctx) {setValue(ctx,getValue(ctx.e(0))+getValue(ctx.e(1)));}@Override public void exitInt(LExprParser.IntContext ctx) {setValue(ctx,Integer.valueOf(ctx.INT().getText()));}public void setValue(ParseTree node,int value){values.put(node,value);}public int getValue(ParseTree node){return values.get(node);}}public static void main(String[] args) throws Exception{...ParseTreeWalker walker=new ParseTreeWalker();EvaluatorWithProps evalProp=new EvaluatorWithProps();walker.walk(evalProp,tree);System.out.println("properties result = " +evalProp.getValue(tree));}}

运行结果

还是输入1+2*3：

对比

Visitor with tags：优雅。但无法传参，只能返回单一类型。
Stack：高效。但不优雅，需要严谨逻辑。
Map:优雅，方便，可以传参。内存耗用过大。

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