![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4y7c4s1gbj20z20kd0we.jpg)
# 前言
在上一个版本实现的脚本解释器 [GScript](https://github.com/crossoverJie/gscript) 中实现了基本的四则运算以及 `AST` 的生成。
![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4ybcb7x07j20im0hcgne.jpg)
当我准备再新增一个 `%` 取模的运算符时,会发现工作很繁琐而且几乎都是重复的;主要是两步:
1. 需要在词法解析器中新增对 `%` 符号的支持。
2. 在语法解析器遍历 AST 时对 `%` token 实现具体逻辑。
其中的词法解析和遍历 AST 完全是重复工作,所以我们可否能够简化这两步呢?
# Antlr
`Antlr` 就是做帮我们解决这些问题的常用工具,利用它我们只需要编写词法文件,然后就可以自动生成词法、语法解析器,并且可以生成不同语言的代码。
下面以 `GScript` 的示例来看看 antlr 是如何帮我们生成词法分析器的。
```go
func TestGScriptVisitor_Visit_Lexer(t *testing.T) {
expression := "(2+3) * 2"
input := antlr.NewInputStream(expression)
lexer := parser.NewGScriptLexer(input)
for {
t := lexer.NextToken()
if t.GetTokenType() == antlr.TokenEOF {
break
}
fmt.Printf("%s (%q) %d\n",
lexer.SymbolicNames[t.GetTokenType()], t.GetText(),t.GetColumn())
}
}
```
```shell
//output:
("(") 0
DECIMAL_LITERAL ("2") 1
PLUS ("+") 2
DECIMAL_LITERAL ("3") 3
(")") 4
MULT ("*") 6
DECIMAL_LITERAL ("2") 8
```
`Antlr ` 会自动将我们的表达式解析为 `token`,遍历 `token` 时还能拿到该 `token` 所在的代码行数、位置等信息,在编译期间做语法检查非常有用。
要实现这些我们只需要编写词法、语法规则文件即可。
刚才的示例所对应的词法、语法规则如下:
```antlr
expr
: '(' expr ')' #NestedExpr
| liter=literal #Liter
| lhs=expr bop=( MULT | DIV ) rhs=expr #MultDivExpr
| lhs=expr bop=MOD rhs=expr #ModExpr
| lhs=expr bop=( PLUS | SUB ) rhs=expr #PlusSubExpr
| expr bop=(LE | GE | GT | LT ) expr # GLe
| expr bop=(EQUAL | NOTEQUAL) expr # EqualOrNot
;
DECIMAL_LITERAL: ('0' | [1-9] (Digits? | '_'+ Digits)) [lL]?;
```
> 完整规则:[https://github.com/crossoverJie/gscript/blob/main/GScript.g4](https://github.com/crossoverJie/gscript/blob/main/GScript.g4)
运行:
```shell
antlr -Dlanguage=Go -o parser -visitor -no-listener GScript.g4
```
就可以帮我们生成 `Go` 的代码(默认是 `Java`),关于 `Antlr` 的词法、文法规则以及安装步骤请参考[官网](https://www.antlr.org/)。
而我们要实现具体的语法逻辑时只需要实现相关的接口,`Antlr` 会自动遍历 `AST`(当然也可以手动控制),同时在访问不同的 `AST` 节点时会回调我们自己实现的接口,这样我们就能编写自己的语法规则了。
以这里的新增的取模运算为例:
```go
func (v *GScriptVisitor) VisitModExpr(ctx *parser.ModExprContext) interface{} {
lhs := v.Visit(ctx.GetLhs())
rhs := v.Visit(ctx.GetRhs())
return lhs.(int) % rhs.(int)
}
```
当 `Antlr` 回调 `VisitModExpr` 方法时,便能获取到 % 符号左右两侧的数据,这时只需要做相关运算即可。
基于这个模式这次新增了一个 `statement`,具体语法如下:
```go
func TestGScriptVisitor_VisitIfElse8(t *testing.T) {
expression := `
if(3!=(1+2)){
return 1+3
} else {
return false
}`
input := antlr.NewInputStream(expression)
lexer := parser.NewGScriptLexer(input)
stream := antlr.NewCommonTokenStream(lexer, 0)
parser := parser.NewGScriptParser(stream)
parser.BuildParseTrees = true
tree := parser.Prog()
visitor := GScriptVisitor{}
var result = visitor.Visit(tree)
fmt.Println(expression, " result:", result)
assert.Equal(t, result, false)
}
```
Antlr 还有其他各种优势,比如可以解决:
- 左递归。
- 二义性。
- 优先级。
等问题。
这里也推荐在 IDE 中安装 Antlr 的插件,这样就可以直观的查看 AST 语法树,可以帮我们更好的调试代码。
![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4ydh1xkenj22gk0qm43a.jpg)
![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4ydhe0vnpj217s0r277g.jpg)
# 升级 xjson
借助 `GScript` 提供的 `statement`,`xjson` 也提供了有些有意思的写法:
![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4yekrs5r5j219w0fu0v9.jpg)
因为 `xjson` 的四则运算语法没有使用 `Antlr` 生成,所以为了能支持 `GScript` 提供的 `statement` 需要手写许多词法代码。
![](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h4ye5optx1j21ji0u0wir.jpg)
这也体现了 `Antlr` 这类前端工具的重要性,效率提升是非常明显的。
# 总结
借助于 `Antlr` 后续 `GScript` 会继续支持函数调用、更完善的类型系统、面向对象等特性;感兴趣的朋友请持续关注。
源码地址:
[https://github.com/crossoverJie/gscript](https://github.com/crossoverJie/gscript)
[https://github.com/crossoverJie/xjson](https://github.com/crossoverJie/xjson)
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