Antlr4入门系列之高级计算器

2024-06-15

字数统计: 401字 | 阅读时长: 2分

一、简介

这篇文章中我们使用Antlr4+Python3制作一个支持基本数学运算和函数调用的计算器。

二、语法格式

Calculator.g4文件如下:

grammar Calculator ;

stmts: (stmt? endLine)* stmt? EOF ;

stmt: expr | name '=' expr ;

expr
    : <assoc=right> left=expr op='^' right=expr
    | left=expr op=('*'|'/'|'//'|'%') right=expr
    | left=expr op=('+'|'-') right=expr
    | func '(' inner=expr ')'
    | '(' inner=expr ')'
    | number
    | name
    ;

name: ID ;
func: ID ;
number: Number ;
endLine: '\r'? '\n' | ';' ;

ID: [a-zA-Z_] [a-zA-Z0-9_]* ;
Number: [0-9]+ ('.' [0-9]+)? ;
WS: [ \t\r] -> skip ;

三、Python代码

遍历语法树的代码如下:

from antlr4 import *
from gen.CalculatorVisitor import CalculatorVisitor
import math
import sys


class MyVisitor(CalculatorVisitor):
    def __init__(self):
        self.scope = {}
        self.ops = {
            "+": lambda a, b: a + b,
            "-": lambda a, b: a - b,
            "*": lambda a, b: a * b,
            "/": lambda a, b: a / b,
            "//": lambda a, b: a // b,
            "%": lambda a, b: a % b,
            "^": lambda a, b: a ** b,
        }

    def visitStmt(self, ctx: CalculatorParser.StmtContext):
        value = self.visit(ctx.expr())
        if ctx.name():
            name = self.visit(ctx.name())
            self.scope[name] = value

    def visitExpr(self, ctx: CalculatorParser.ExprContext):
        if ctx.number():
            return self.visit(ctx.number())
        elif ctx.inner:
            v = self.visit(ctx.inner)
            if ctx.func():
                func = self.visit(ctx.func())
                if func == "print":
                    print(v)
                else:
                    v = math.__dict__[func](v)
            return v
        elif ctx.name():
            name = self.visit(ctx.name())
            return self.scope[name]
        else:
            left = self.visit(ctx.left)
            right = self.visit(ctx.right)
            op = ctx.op.text
            return self.ops[op](left, right)

    def visitNumber(self, ctx: CalculatorParser.NumberContext):
        text = ctx.getText()
        return float(text) if "." in text else int(text)

    def visitName(self, ctx: CalculatorParser.NameContext):
        return ctx.ID().getText()

    def visitFunc(self, ctx: CalculatorParser.FuncContext):
        return ctx.getText()


def main():
    lexer = CalculatorLexer(FileStream(sys.argv[1]))
    parser = CalculatorParser(CommonTokenStream(lexer))
    visitor = MyVisitor()

    root = parser.stmts()
    visitor.visit(root)


if __name__ == "__main__":
    main()

参考资料

Antlr4-Python

本文作者： killf
本文链接： http://www.killf.info/编程语言/Antlr/Antlr4入门系列之高级计算器/
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