又一个语言识别工具（ANTLR）

刚刚看到《动态计算字串表达式值的类》，好像有许多人表示更喜欢解析器形式的求值类。其实我个人倒觉得用反射实现没什么不好，恰恰相反，我觉得这种实现方法很聪明！另外，装配中的脑袋的代码可以稍微修改一下来提高效率，那样再用的话就不会因为反复编译而影响效率了。

言规正传，不知道大家有没有注意我最近在Blog中添加了一个叫ANTLR的连接，它就是一个著名的“编译器的编译器”，不过它实际上是ANother Tool for Language Recognition（ANTLR），它的描述语言可以生成词法分析器、语法分析器与语义分析器，也就是说，我们可以用它来识别加工不同的语言（编译器的编译器）。它同时支持3大类语言的输出：C++, Java, C#（按照生日排序），也就是说，我们可以利用它来用C#生成编译器。ANTLR是免费开源的，而且历史也很久远了，目前的版本是2.7.5，有兴趣的朋友可以在我的Blog的连接中找到网址。

那么，除了用反射轻松的实现计算值之外我们也可以用ANTLR来描述这些数学表达式，下面我附上一个我在看到《动态计算字串表达式值的类》后写的一个语法文件，感兴趣的朋友可以去下载ANTLR来试一试下面的语法哦！：

文件Calc.g

header
{
 using CharBuffer = antlr.CharBuffer;
}

options
{
 language = "CSharp";
 namespace = "Cavingdeep.Test.Calc";
}

/******************************\
         Calc Parser            
\******************************/
class CalcParser extends Parser;
options
{
 exportVocab = Calc;
 buildAST = true;
}

expr
 : sumExpr EOF
 ;

sumExpr
 : mulExpr ( ( SUM^ | NEG^ ) mulExpr )*
 ;

mulExpr
 : powExpr ( ( MUL^ | DIV^ ) powExpr )*
 ;

powExpr
 : negExpr ( POW^ negExpr )*
 ;

negExpr
 : ( NEG^ )* a:atom!
  {
   if (#negExpr != null) {
    AST lastNegNode = #negExpr;
    while (lastNegNode.getNumberOfChildren() > 0) {
     lastNegNode = lastNegNode.getFirstChild();
    }
    lastNegNode.setFirstChild(#a);
   } else {
    ## = #a;
   }
  }
 ;

atom
 : NUMBER
 | LCURLY! sumExpr RCURLY!
 ;

/***************************\
        Calc Lexer 
\***************************/
class CalcLexer extends Lexer;
options
{
 caseSensitive = false;
exportVocab = Calc;
}

WS
 : ( ' '
  | '\t'
  | '\n'
  | '\r' )+ { $setType(Token.SKIP); }
 ;

NUMBER
 : ( ( '0'..'9' )+ '.' ( '0'..'9' )+ ) => ( '0'..'9' )+ '.' ( '0'..'9' )+
 | '0'..'9'
 ;

SUM : '+' ;

NEG : '-' ;

MUL : '*' ;

DIV : '/' ;

POW : '^' ;

LCURLY : '(' ;

RCURLY : ')' ;

/***************************\
     Calc Tree Parser
\***************************/
class CalcTreeParser extends TreeParser;
options
{
 exportVocab = Calc;
}

{
 public static void Main(string[] args) {
  CalcLexer lexer = new CalcLexer(new CharBuffer(Console.In));
  CalcParser parser = new CalcParser(lexer);
  parser.expr();
  AST ast = parser.getAST();
  CalcTreeParser treeParser = new CalcTreeParser();
  
  double r = treeParser.eval(ast);
  Console.WriteLine("结果是：" + r);
 }
}

eval returns [double v = 0]
 : v=expr
 ;

protected
expr returns [double v = 0]
{
 double izq = 0;
 double der = 0;
}
 : i:NUMBER { v = Convert.ToDouble(i.getText()); }
 | #( SUM izq=expr der=expr ) { v = izq + der; }
 | #( DIV izq=expr der=expr ) { v = izq / der; }
 | ( #( NEG expr expr ) ) => #( NEG izq=expr der=expr ) { v = izq - der; }
 | #( MUL izq=expr der=expr ) { v = izq * der; }
 | #( POW izq=expr der=expr ) { v = Math.Pow(izq, der); }
 | #( NEG izq=expr ) { v = -(izq);}
 ;