实验环境:

  操作系统:windows 10

  JAVA:JDK 1.8

  antlr:antlr-4.7.1-complete.jar

  IDE:IntelliJ IDEA 2017.2.7


实验目的:

  实现一种语言的翻译器,将输入的源语言的程序翻译成目标语言程序。

  本次实验中用到了开源的语法分析器——anltr4,由上述的文法设计编译好文法文件,通过antlr处理.g 文件可生成对应的词法分析器和语法分析器的java文件。最终通过java文件的编写实现翻译器。


实验选题:

  源语言:BF(Brainfuck)  忽略这个名字吧...

  目标语言:C++

  测试程序:1、HelloWorld程序

       2、斐波那契数列计算

  C++与BF语法对比:

   BF是一种极小化的语言。它的表达能力较C++小很多,所以可以将所有的BF程序翻译为C++程序。对于BF语言的语法:传送门;对于C++的语法,大家就比较熟悉了。


文法设计:

  设计原则:通过代码嵌套进行分层,以代码作用进行模块划分。


具体实现:

grammar BF;

program
: statement*
; statement
: clause # symbol
| '[' statement* ']' # middle
; clause
: '+' # plus
| '-' # reduce
| '<' # less
| '>' # great
| '.' # point
| ',' # comma
; WS : [ \t\n\r]+ -> skip ;

BF.g4

import org.antlr.v4.runtime.CharStream;
import org.antlr.v4.runtime.CharStreams;
import org.antlr.v4.runtime.CommonTokenStream;
import org.antlr.v4.runtime.tree.ParseTree;
import org.antlr.v4.runtime.tree.ParseTreeProperty;
import org.antlr.v4.runtime.tree.ParseTreeWalker; import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream; class translator extends BFBaseListener{ public ParseTreeProperty<String> BF = new ParseTreeProperty<String>();
String getBF(ParseTree ctx){
return BF.get(ctx);
}
void setBF(ParseTree ctx, String s){
BF.put(ctx, s);
} @Override
public void exitComma(BFParser.CommaContext ctx) {
setBF(ctx, " cin >> array[ptr]; \n");
} @Override
public void exitPoint(BFParser.PointContext ctx) {
setBF(ctx, " cout << (char)array[ptr]; \n");
} @Override
public void exitPlus(BFParser.PlusContext ctx) {
setBF(ctx, " array[ptr] = array[ptr] + 1; \n");
} @Override
public void exitReduce(BFParser.ReduceContext ctx) {
setBF(ctx, " array[ptr] = array[ptr] - 1; \n");
} @Override
public void exitGreat(BFParser.GreatContext ctx) {
setBF(ctx, " ++ptr; \n");
} @Override
public void exitLess(BFParser.LessContext ctx) {
setBF(ctx, " --ptr; \n");
} @Override
public void exitMiddle(BFParser.MiddleContext ctx) {
// super.exitMiddle(ctx);
StringBuffer buf = new StringBuffer();
buf.append(" while(array[ptr]){ \n");
for(BFParser.StatementContext vctx : ctx.statement()){
buf.append(" ");
buf.append(getBF(vctx));
}
buf.append(" }\n");
setBF(ctx, buf.toString());
} @Override
public void exitSymbol(BFParser.SymbolContext ctx) {
//super.exitSymbol(ctx);
setBF(ctx, getBF(ctx.getChild(0)));
} @Override
public void exitProgram(BFParser.ProgramContext ctx) {
//super.exitProgram(ctx);
StringBuffer buf = new StringBuffer(); for(BFParser.StatementContext vctx : ctx.statement()){
buf.append(getBF(vctx));
}
setBF(ctx, buf.toString());
}
} public class BF2cplusplus {
public static void main(String[] args) throws IOException {
String path = "F:\\IDEA_JAVA\\BF2cplusplus\\test\\fib.bf";
CharStream inputStream = CharStreams.fromFileName(path);
BFLexer lexer = new BFLexer(inputStream);
CommonTokenStream tokenStream = new CommonTokenStream(lexer);
BFParser parser = new BFParser(tokenStream);
ParseTreeWalker walker = new ParseTreeWalker();
translator cpp = new translator();
ParseTree root = parser.program();
walker.walk(cpp,root); System.setOut(new PrintStream(new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("F:\\IDEA_JAVA\\BF2cplusplus\\test\\fib.cpp")),true));
System.out.print("#include<bits/stdc++.h>\n\n" +
"using namespace std;\n" +
"int array[100005];\n\n" +
"int main(){\n" +
" int ptr = 0;\n");
System.out.print(cpp.BF.get(root));
System.out.print(" return 0;\n}");
}
}
/*
注意的是,在一些文法后面用”#”号定义了一个名称,
就会在用于访问生成的抽象语法树AST的访问器中生成该方法,
用于访问当这个规约被满足时候的那个树节点。
*/

BF2cplusplus.java


效果展示:

斐波那契数列程序:

HelloWorld程序:

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