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美 特恩斯 帕尔Terence Parr 著，张博 译

图书标签:

• ANTLR4
• 语法分析
• 编译器
• 编程语言
• 开发工具
• 计算机科学
• 技术
• 书籍
• 程序设计
• 开源工具

店铺： 互动创新图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111566489

商品编码：27150344194

丛书名： 华章程序员书库

出版时间：2017-05-01

书[0名0]：	ANTLR 4指南|5828729
图书定价：	69元
图书作者：	（美）特恩斯·帕尔（Terence Parr）
出版社：	[1机1] 械工业出版社
出版日期：	2017/5/1 0:00:00
ISBN号：	9787111566489
开本：	16开
页数：	0
版次：	1-1

内容简介

Terence Parr: The Definitive ANTLR 4 Reference (ISBN 9781934356999).Copyright ?2012 The Pragmatic Programmers, LLC.Simplified Chinese translation copyright ?2017 by China Machine Press.[0No0] part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or any information storage and retrieval system, without permission, in writing, from the publisher.All rights reserved.本书中文简体字版由The Pragmatic Programmers, LLC授[0[0权0]0] [1机1] 械工业出版社在全球出版发行。未经出版者书面许可，不得以任何方式抄袭、复制或节录本书中的任何部分。

目录

译者序 前言 致谢 [0第0]一部分 ANTLR和计算 [1机1] 语言简介 [0第0]1章 初识ANTLR 3 1.1 安装ANTLR 3 1.2 运行ANTLR并测试识别程序 5 [0第0]2章 纵观全局 9 2.1 从ANTLR元语言开始 9 2.2 实现一个语[0法0]分析器 11 2.3 你再也不能往核反应堆多加水了 13 2.4 使用语[0法0]分析树来构建语言类应用程序 15 2.5 语[0法0]分析树监听器和访问器 17 [0第0]3章 入门的ANTLR项目 20 3.1 ANTLR工具、运行库以及自动生成的代码 21 3.2 测试生成的语[0法0]分析器 23 3.3 将生成的语[0法0]分析器与Java程序集成 25 3.4 构建一个语言类应用程序 26 [0第0]4章 快速指南 29 4.1 匹配算术表达式的语言 30 4.2 利用访问器构建一个计算器 35 4.3 利用监听器构建一个翻译程序 38 4.4 定制语[0法0]分析过程 41 4.5 神奇的词[0法0]分析特性 45 [0第0]二部分 使用ANTLR语[0法0]开发语言类应用程序 [0第0]5章 设计语[0法0] 53 5.1 从编程语言的范例代码中提取语[0法0] 54 5.2 以现有的语[0法0]规范为指南 56 5.3 使用ANTLR语[0法0]识别常见的语言模式 56 5.4 处理[0优0]先级、左递归和结合性 62 5.5 识别常见的词[0法0]结构 66 5.6 划定词[0法0]分析器和语[0法0]分析器的界线 71 [0第0]6章 探索真实的语[0法0]世界 74 6.1 解析CSV文件 75 6.2 解析JSON 77 6.3 解析DOT语言 83 6.4 解析Cymbol语言 88 6.5 解析R语言 91 [0第0]7章 将语[0法0]和程序的逻辑代码解耦 98 7.1 从内嵌动作到监听器的演进 99 7.2 使用语[0法0]分析树监听器编写程序 100 7.3 使用访问器编写程序 103 7.4 标记备选分支以获取精确的事件方[0法0] 105 7.5 在事件方[0法0]中共享信息 107 [0第0]8章 构建真实的语言类应用程序 114 8.1 加载CSV数据 114 8.2 将JSON翻译成XML 117 8.3 生成调用图 121 8.4 验证程序中符号的使用 124 [0第0]三部分 高级特性 [0第0]9章 错误报告与恢复 133 9.1 错误处理入门 133 9.2 修改和转发ANTLR的错误消息 137 9.3 自动错误恢复 [1机1] 制 141 9.4 勘误备选分支 152 9.5 修改ANTLR的错误处理策略 152 [0第0]10章 属性和动作 156 10.1 使用带动作的语[0法0]编写一个计算器 157 10.2 访问词[0法0]符号和规则的属性 162 10.3 识别关键字不固定的语言 165 [0第0]11章 使用语义判定修改语[0法0]分析过程 168 11.1 识别编程语言的多种方言 169 11.2 关闭词[0法0]符号 172 11.3 识别歧义性文本 174 [0第0]12章 掌握词[0法0]分析的“黑魔[0法0]” 180 12.1 将词[0法0]符号送入不同通道 181 12.2 上下文相关的词[0法0]问题 184 12.3 字符流中的孤岛 194 12.4 对XML进行语[0法0]分析和词[0法0]分析 198 [0第0]四部分 ANTLR参考文档 [0第0]13章 探究运行时API 209 13.1 包结构概览 209 13.2 识别器 210 13.3 输入字符流和词[0法0]符号流 212 13.4 词[0法0]符号和词[0法0]符号工厂 213 13.5 语[0法0]分析树 215 13.6 错误监听器和监听策略 216 13.7 提高语[0法0]分析器的速度 217 13.8 无缓冲的字符流和词[0法0]符号流 217 13.9 修改ANTLR的代码生成 [1机1] 制 219 [0第0]14章 移除直接左递归 221 14.1 直接左递归备选分支模式 222 14.2 左递归规则转换 223 [0第0]15章 语[0法0]参考 226 15.1 语[0法0]词汇表 226 15.2 语[0法0]结构 229 15.3 文[0法0]规则 232 15.4 动作和属性 241 15.5 词[0法0]规则 246 15.6 通配符与非贪婪子规则 250 15.7 语义判定 253 15.8 选项 257 15.9 ANTLR命令行参数 259 参考文献 263

《解析的艺术：现代编程语言的构建基石》 前言 在软件工程的广阔领域中，有这样一类工具，它们默默地支撑着无数应用的诞生和运转，却常常被置于幕后，不为人所熟知。然而，正是这些工具，赋予了计算机理解和处理人类创造的复杂指令——编程语言的能力。它们是连接人类思维与机器指令的桥梁，是构建现代软件生态系统的基石。本书将深入探讨这一关键领域，揭示其背后的原理、技术与应用，带领读者穿越抽象的理论，触及实用的解决方案。 第一章：语言的本质与解析的挑战 编程语言，作为人机交互的媒介，其本质是一套精心设计的符号系统，用于表达计算的逻辑与指令。从早期简单的汇编语言，到如今功能强大、表达力丰富的各种高级语言，其复杂性与日俱增。然而，计算机本身只能理解二进制的0和1。因此，将人类可读的源代码转化为机器可执行的指令，便成为了一项艰巨而必要的任务。这个转化过程，便是“解析”（Parsing）。 解析的挑战在于，编程语言并非简单的单词堆砌，而是遵循着严谨的语法规则，具有层次化的结构。例如，一个表达式可能包含多个运算符和操作数，它们之间需要遵循特定的优先级和结合性。一个函数调用也包含函数名、括号、参数列表等组成部分。如何从一连串字符中准确地识别出这些结构，并理解它们之间的关系，正是解析的精髓所在。 想象一下，我们阅读一本书。我们的大脑会自动识别出单词、句子、段落，并理解它们之间的逻辑关系。这种能力，对于计算机来说，需要借助特定的算法和工具才能实现。解析器（Parser）就是这样一种工具，它能够读取源代码，并根据预定义的语法规则，将其分解成一个具有结构化的表示，通常是抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST）。这个AST能够清晰地展现代码的结构和含义，为后续的编译、解释、代码分析等过程提供了基础。 本书将从语言的本质出发，探讨不同类型编程语言的特点，以及解析在其中扮演的关键角色。我们将深入理解解析的复杂性，并为接下来的技术探索奠定坚实的基础。 第二章：从词法到语法的蜕变：构建解析器的基础 解析一个程序的过程，并非一蹴而就，而是可以分解为几个关键的阶段。其中，最基础也是最重要的一步，便是词法分析（Lexical Analysis），也称为扫描（Scanning）。词法分析器的任务是将输入的源代码字符流，分割成一系列有意义的最小单位，这些单位被称为“词法单元”（Tokens）。 例如，在C语言的表达式 `x = y + 10;` 中，词法分析器会将这串字符分解成如下的词法单元： `IDENTIFIER (x)` `OPERATOR (=)` `IDENTIFIER (y)` `OPERATOR (+)` `INTEGER_LITERAL (10)` `SEPARATOR (;)` 每一个词法单元都包含了它的类型（如标识符、运算符、数字等）和它的值（实际的字符串）。词法分析器通常使用有限自动机（Finite Automata）来实现，它根据预定义的规则（通常用正则表达式描述）来识别不同的词法单元。 在词法分析完成后，接下来的阶段便是语法分析（Syntactic Analysis），也称为解析（Parsing）。语法分析器的任务是根据编程语言的语法规则，将一系列词法单元组织成一个符合语法结构的整体，并生成抽象语法树。语法规则通常用“上下文无关文法”（Context-Free Grammar, CFG）来描述。 例如，一个简单的算术表达式的语法规则可能如下： ``` expression : term ((PLUS | MINUS) term) ; term : factor ((MULTIPLY | DIVIDE) factor) ; factor : INTEGER_LITERAL | LPAREN expression RPAREN ; ``` 这个文法描述了如何从基本的因子（数字或括号内的表达式）构建出项，再从项构建出表达式。语法分析器根据这些规则，从词法单元流中推导出符合语法结构的解析树（Parse Tree）或抽象语法树。 本书将详细介绍词法分析和语法分析的原理，探讨不同类型的文法（如LL、LR文法）以及它们在解析器生成中的应用。我们将理解如何设计有效的语法规则，以及如何利用工具自动生成高效的词法分析器和语法分析器。 第三章：现代解析器生成器的力量：自动化构建复杂解析器 手动编写词法分析器和语法分析器是一项繁琐且容易出错的工作，尤其是在处理复杂的编程语言时。幸运的是，现代软件工程提供了强大的解析器生成器（Parser Generator）工具，它们能够根据用户定义的文法规则，自动生成高效的词法分析器和语法分析器代码。 这些工具大大简化了解析器的开发流程，使得开发者能够更专注于语言的设计和逻辑实现，而不是底层的解析算法。通过一套标准的文法描述语言，解析器生成器可以输出多种编程语言的代码，如Java、Python、C++等，方便集成到现有的项目中。 例如，一些著名的解析器生成器如ANTLR、YACC/Bison、JavaCC等，它们各自有不同的特点和适用场景。ANLTR（Another Tool for Language Recognition）是一个非常流行的、跨平台的解析器生成器，它能够生成包括词法分析器、语法分析器、树遍历器等在内的完整解析框架。ANLTR的强大之处在于其能够处理复杂的文法，并生成高效的递归下降解析器。 本书将深入介绍解析器生成器的使用方法，重点讲解如何编写清晰、准确的文法规则，如何配置生成器，以及如何利用生成的代码实现对各种语言的解析。我们将通过实际的例子，展示如何利用这些工具来构建针对特定领域语言（Domain-Specific Language, DSL）或通用编程语言的解析器。 第四章：抽象语法树的遍历与应用：从结构到语义 生成抽象语法树（AST）仅仅是解析过程的第一步，真正发挥解析器价值的是对AST的进一步处理和利用。AST以一种清晰、结构化的方式表达了源代码的语法结构，为后续的语义分析、代码生成、静态分析等操作提供了坚实的基础。 语义分析（Semantic Analysis）： AST的生成主要关注语法是否正确，而语义分析则关注代码的意义是否合理。例如，一个变量是否在使用前已经被声明？函数调用的参数类型是否匹配？在这一阶段，我们可以遍历AST，检查类型匹配、作用域规则、常量折叠等，并可以在AST中添加额外的语义信息。 代码生成（Code Generation）： 如果我们要构建一个编译器，那么AST是生成目标代码（如机器码、字节码）的关键中间表示。通过遍历AST，我们可以根据语法节点的类型和子节点的信息，生成相应的机器指令或字节码。 静态分析（Static Analysis）： AST也是进行代码静态分析的绝佳起点。例如，代码质量检查工具、潜在bug检测工具、安全漏洞扫描工具等，都可能通过遍历AST来理解代码的结构和行为，从而发现问题。 代码重构与转换（Code Refactoring and Transformation）： AST还可以用于实现代码的自动重构和转换。例如，将一种语言的代码转换为另一种语言，或者对代码进行统一的风格调整，都可以通过遍历和修改AST来实现。 本书将详细介绍AST的结构、遍历模式，以及如何利用AST进行各种高级的应用。我们将探索如何通过遍历AST来提取代码信息、进行语义检查、实现代码转换等，从而充分发挥解析技术的强大能力。 第五章：构建领域特定语言（DSL）与解析的实践 在软件开发的许多场景中，通用编程语言可能过于冗长或不直观。此时，为特定领域设计一套简洁、易于理解的语言——领域特定语言（DSL），便成为提高开发效率和代码可读性的有效手段。解析技术在DSL的构建中起着至关重要的作用。 例如，在数据库查询领域，SQL就是一种非常成功的DSL。在游戏开发中，配置文件的解析也常常需要用到DSL。在科学计算领域，描述数学公式的DSL也能极大地简化表达。 构建DSL通常涉及以下几个步骤： 1. 定义DSL的语法和语义： 明确DSL能够表达哪些概念，以及这些概念的组合规则。 2. 编写DSL的文法： 使用文法描述语言，如EBNF或类似格式。 3. 使用解析器生成器生成解析器： 根据文法自动生成词法分析器和语法分析器。 4. 实现AST的处理器： 根据DSL的语义，处理生成的AST，例如将其转换为通用语言代码，或直接执行。 本书将通过一系列实际的DSL构建案例，展示如何运用解析技术来设计和实现自己的领域特定语言。我们将从一个简单的DSL开始，逐步增加其复杂性，涵盖从文法定义到AST处理的全过程。通过这些实践，读者将能够掌握构建高效、易用DSL的核心技能。 结论 解析技术是构建现代软件系统的基石，它赋予了计算机理解和处理语言的能力。从词法分析到语法分析，再到抽象语法树的应用，每一步都充满了精巧的设计与严谨的逻辑。本书旨在为读者提供一个全面而深入的解析技术学习路径，从原理到实践，从理论到应用。通过掌握这些核心技术，你将能够更深入地理解编程语言的运作机制，更高效地构建自己的语言工具，为软件开发的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种略带复古的印刷质感，让人一眼就能感觉到它蕴含着知识的厚重。刚翻开目录，我就被它清晰的脉络所折服。作者似乎对antlr4的理解已经深入骨髓，从最基础的词法分析器的构建，到上下文无关文法的编写规范，再到如何处理复杂的歧义和回溯，每一个环节的讲解都如同庖丁解牛般精准到位。尤其让我印象深刻的是，它并没有将那些晦涩的理论堆砌在一起，而是巧妙地穿插了大量的实际案例，这些案例的复杂度是逐步递增的，让你在实践中领悟理论的精髓。比如，它对LL()分析策略的深度剖析，即便是经验丰富的开发者，也能从中获得新的启发。读完前几章，我感觉自己对编译器和语言处理的理解，已经从“能用”提升到了“精通”的层次。这种由浅入深、循序渐进的教学方法，无疑是为所有希望掌握这门强大工具的人士量身定制的宝典。

评分☆☆☆☆☆

作为一个常年在处理领域特定语言（DSL）的工程师，我一直在寻找一本能真正把我从“调参”阶段带入“设计”阶段的权威参考书。这本书的价值，恰恰在于它打破了许多教程止步于“如何生成代码”的浅层教学。它深入探讨了如何设计一个健壮、高效且易于维护的解析器。书中关于错误恢复机制的章节，简直是业界良心。它详细对比了多种错误处理策略的优劣，并给出了实用的代码示例，教会你如何在解析过程中优雅地处理用户输入错误，而不是简单地抛出一个让用户摸不着头脑的异常。这种注重实战和用户体验的设计哲学，贯穿了全书的始终。每当遇到一个棘手的语法特性，我都能在这本书中找到与其相对应的、经过深思熟虑的解决方案。它更像是一位身经百战的导师，在你迷茫时，为你指明方向，而非仅仅是提供一套生硬的语法规则。

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上关于解析器生成器的书籍汗牛充栋，但真正能把“antlr”这个工具的潜力发挥到极致的，少之又少。这本书的亮点在于它对目标代码生成阶段的细致讲解。它没有停留在仅仅生成一个AST（抽象语法树），而是花了大篇幅讲解了如何有效地遍历和转换这个树结构，如何将其无缝集成到Java、Python等主流语言的后端逻辑中去。特别是关于监听器（Listener）和访问者（Visitor）模式的对比分析，详尽到令人发指。它不仅解释了它们各自的适用场景，还通过一个复杂的表达式求值例子，直观地展示了选择不同模式带来的代码结构差异。这种深度分析，让读者不仅学会了“怎么做”，更明白了“为什么这么做”的底层逻辑，这才是真正的权威所在。读完后，你手中的antlr不再是一个简单的代码生成器，而成为了一个强大的语言工程平台。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和语言风格出乎我的意料地流畅和现代。尽管主题是技术性极强的编译器理论，但作者的文笔却保持着一种恰到好处的幽默感和清晰度。它避免了那种干巴巴的教科书式的描述，而是采用了更具对话性的语气。我尤其欣赏它对“性能优化”的讨论。在现代应用中，解析速度往往是关键瓶颈之一，书中专门辟了一个章节，深入挖掘了如何通过调整词法规则的顺序、利用预查找机制（Lookahead）来优化解析器的性能。这些都是教科书上常常忽略的“工程实践的智慧”。当我按照书中的建议优化了我正在维护的一个小型DSL解析器时，速度提升了近30%，这直接证明了书中所述并非纸上谈兵，而是经过了充分验证的实战经验总结。这本书无疑是为那些追求效率和完美代码质量的工程师准备的。

评分☆☆☆☆☆

购买这本书，就像是为自己配齐了一套顶级的解析器工具箱。我最欣赏它的内容组织方式，它构建了一个知识的生态系统，而不是孤立的知识点集合。例如，当它介绍完基础的语法规则后，紧接着就引入了如何使用“字符串模板”来自定义输出代码的风格，这直接解决了我们在代码定制化过程中经常遇到的痛点。而且，书中对antlr4的新特性，如“代码注入”和“外部上下文共享”等高级概念的介绍，都处理得非常得当，没有给人一种强行灌输最新版本的感觉，而是自然地融入了整个学习路径中。对于那些打算将ANTLR作为核心技能来培养的开发者而言，这本书提供了从入门到精通的完整蓝图。它不仅仅是一本工具手册，更像是一部关于构建健壮、可扩展语言处理系统的哲学著作。