antlr4语法中一元和二元减号的消歧

我正在为一种适度简单的语言创建antlr4语法。我正在努力让语法区分一元减号和二元减号。我已经阅读了Stackoverflow上关于这个主题的所有其他帖子，但我发现这些答案要么适用于antlr3，要么我不知道如何用Antl4表达，要么我似乎不善于将这些答案的建议翻译成我自己的情况。我经常以这样一个问题结束：如果我使用其他替代方案，antlr无法明确地解决规则

下面是整个antlr文件。本版本中的歧义出现在生产过程中：

binop_expr
        : SUMOP product
        | product ( SUMOP product )*
        ;

（我最初使用一元阿贝尔运算而不是第二个SUMOP，但这导致了另一种歧义——该工具显然无法识别它需要在两种不同的上下文中区分相同的标记。我提到这一点是因为这里的一篇文章建议使用不同的名称作为一元运算符。）

---

---

尝试从

binop\u expr

中删除一元表达式，并将其添加到

expr

规则中：

expr
 : ...
 | unary_expr
 | binop_expr
 | ...
 ;

unary_expr
 : SUMOP binop_expr
 ;

binop_expr
 : product ( SUMOP product )*
 ;

---

这个问题似乎源于语法中有两种表达式，它们需要更好地相互分组，而不是像它们那样混杂在一起。总体意图是创建一种语言，其中所有内容都是表达式，例如，包括循环和条件语句。（你可以用你的想象力来推断它们产生的价值；然而，这是一个语义问题，而不是句法问题）

其中一组表达式具有良好的阿贝尔性质（它们的行为类似于具有良好操作的普通算术类型）。该语言指定了底层产品如何通过赋予它们上下文的操作绑定在一起：因此两个标识符“a”和“b”可以由操作符“+”关联为“a+b”。这是一种高度现代化的语法

另一组表达式包含句法衔接程度低得多的结果。可以按任意顺序组合“if”表达式、“for”表达式和声明。与它们相关联的唯一语言属性是连锁，正如我们在

对象体

、

类体

、以及

表达式和decl\u列表

的产品中所发现的那样

基本问题是，这两个语法在antlr规范中交织在一起。再加上像“+”这样的运算符是上下文敏感的，并且上下文可以从连锁或更上下文化的阿贝尔替代中产生，解析器剩下两种解析某些表达式的替代方法。我设法绕过了大部分歧义，但它被推到了一元前缀运算符的领域。因此，如果“a”是一个表达式（它是），而“b”是一个表达式，那么字符串“a+b”是不明确的。它可以表示

产品（SUMOP产品）*

，也可以表示

expr\u和decl\u列表expr

，其中

expr\u和decl\u列表

较早地从

expr

中缩减。

expr\u和decl\u列表expr

中的

expr

可以从“+b”减少

受网络上其他例子的启发，我重新编写了语法。（其中一个更具影响力的是巴特·基尔斯（Bart Kiers）给我指出的：）你可以在下面找到新语法。与abelian表达式的语法一起属于的东西，但是它曾经被简化为

expr

目标，比如

newexpr

和

expr.'JAVA\u ID

，现在被分离出来，简化为

abelian\u expr

目标。所有简化为

abelian_expr

的结果现在或多或少都是语法中

abelian_expr

节点的直接后代；这有助于antlr明智地处理否则可能存在的歧义。一元“+”表达式不再可以直接简化为

expr

，而只能通过

abelian_expr

找到它的方式，因此它永远不会被视为生产，可以简单地被视为一个基本上没有文本化的表达式

我无法证明这是正在发生的事情，但迹象表明了这一点。如果其他人有一个更正式或演绎分析（特别是如果它指向另一个结论），我很想听听你的推理

这里的教训似乎是，该语言设计中的一个高层次、根本性缺陷只能作为一个孤立的、某种意义上的小缺陷出现：无法消除运算符的一元和二元用法之间的歧义

grammar Kant;

program
        : type_declaration_list main
        | type_declaration_list     // missing main
        ;

main
        : expr
        ;

type_declaration_list
        : type_declaration
        | type_declaration_list type_declaration
        | /* null */
        ;

type_declaration
        : 'context' JAVA_ID '{' context_body '}'
        | 'class'   JAVA_ID '{' class_body   '}'
        | 'class'   JAVA_ID 'extends' JAVA_ID '{' class_body   '}'
        ;

context_body
        : context_body context_body_element
        | context_body_element
        | /* null */
        ;

context_body_element
        : method_decl
        | object_decl
        | role_decl
        | stageprop_decl
        ;

role_decl
        : 'role' JAVA_ID '{' role_body '}'
        | 'role' JAVA_ID '{' role_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        | access_qualifier 'role' JAVA_ID '{' role_body '}'
        | access_qualifier 'role' JAVA_ID '{' role_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        ;

role_body
        : method_decl
        | role_body method_decl
        | object_decl               // illegal
        | role_body object_decl     // illegal — for better error messages only
        ;

self_methods
        : self_methods ';' method_signature
        | method_signature
        | self_methods /* null */ ';'
        ;

stageprop_decl
        : 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}'
        | 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        | access_qualifier 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}'
        | access_qualifier 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        ;

stageprop_body
        : method_decl
        | stageprop_body method_decl
        | object_decl               // illegal
        | stageprop_body object_decl        // illegal — for better error messages only
        ;

class_body
        : class_body class_body_element
        | class_body_element
        | /* null */
        ;

class_body_element
        : method_decl
        | object_decl
        ;

method_decl
        : method_decl_hook '{' expr_and_decl_list '}'
        ;

method_decl_hook
        : method_signature
        ;

method_signature
        : access_qualifier return_type method_name '(' param_list ')' CONST*
        | access_qualifier return_type method_name CONST*
        | access_qualifier method_name '(' param_list ')' CONST*
        ;

expr_and_decl_list
        : object_decl
        | expr ';' object_decl
        | expr_and_decl_list object_decl
        | expr_and_decl_list expr
        | expr_and_decl_list /*null-expr */ ';'
        | /* null */
        ;

return_type
        : type_name
        | /* null */
        ;

method_name
        : JAVA_ID
        ;

access_qualifier
        : 'public' | 'private' | /* null */
        ;

object_decl
        : access_qualifier compound_type_name identifier_list ';'
        | access_qualifier compound_type_name identifier_list
        | compound_type_name identifier_list /* null expr */ ';'
        | compound_type_name identifier_list
        ;

compound_type_name
        : type_name '[' ']'
        | type_name
        ;

type_name
        : JAVA_ID
        | 'int'
        | 'double'
        | 'char'
        | 'String'
        ;

identifier_list
        : JAVA_ID
        | identifier_list ',' JAVA_ID
        | JAVA_ID ASSIGN expr
        | identifier_list ',' JAVA_ID ASSIGN expr
        ;

param_list
        : param_decl
        | param_list ',' param_decl
        | /* null */
        ;

param_decl
        : type_name JAVA_ID
        ;

expr
        : abelian_expr
        | boolean_expr
        | block
        | if_expr
        | for_expr
        | while_expr
        | do_while_expr
        | switch_expr
        | BREAK
        | CONTINUE
        | RETURN expr
        | RETURN
        ;

abelian_expr
        : <assoc=right>abelian_expr POW abelian_expr           
        | ABELIAN_SUMOP expr                           
        | LOGICAL_NEGATION expr
        | NEW message
        | NEW type_name '[' expr ']'                            
        | abelian_expr ABELIAN_MULOP abelian_expr       
        | abelian_expr ABELIAN_SUMOP abelian_expr             
        | abelian_expr ABELIAN_RELOP abelian_expr                    
        | null_expr
        | /* this. */ message
        | JAVA_ID
        | JAVA_ID ABELIAN_INCREMENT_OP
        | ABELIAN_INCREMENT_OP JAVA_ID
        | constant
        | '(' abelian_expr ')'
        | abelian_expr '[' expr ']'
        | abelian_expr '[' expr ']' ABELIAN_INCREMENT_OP
        | ABELIAN_INCREMENT_OP expr '[' expr ']'
        | ABELIAN_INCREMENT_OP expr '.' JAVA_ID
        | abelian_expr '.' JAVA_ID ABELIAN_INCREMENT_OP
        | abelian_expr '.' message
        | abelian_expr '.' CLONE
        | abelian_expr '.' CLONE '(' ')'
        | abelian_expr '.' JAVA_ID
        | <assoc=right> abelian_expr ASSIGN expr
        ;

message
        : <assoc=right> JAVA_ID '(' argument_list ')'
        ;

boolean_expr
        : boolean_expr BOOLEAN_MULOP expr                       
        | boolean_expr BOOLEAN_SUMOP expr
        | constant      // 'true' / 'false'
        | abelian_expr
        ;

block
        : '{' expr_and_decl_list '}'
        | '{' '}'
        ;

expr_or_null
        : expr
        | /* null */
        ;

if_expr
        : 'if' '(' expr ')' expr
        | 'if' '(' expr ')' expr 'else' expr
        ;

for_expr
        : 'for' '(' object_decl expr ';' expr ')' expr  // O.K. — expr can be a block
        | 'for' '(' JAVA_ID ':' expr ')' expr
        ;

while_expr
        : 'while' '(' expr ')' expr
        ;

do_while_expr
        : 'do' expr 'while' '(' expr ')'
        ;

switch_expr
        : SWITCH '(' expr ')' '{'  ( switch_body )* '}'
        ;

switch_body
        : ( CASE constant | DEFAULT ) ':' expr_and_decl_list
        ;

null_expr
        : NULL
        ;

constant
        : STRING
        | INTEGER
        | FLOAT
        | BOOLEAN
        ;

argument_list
        : expr
        | argument_list ',' expr
        | /* null */
        ;


// Lexer rules

STRING : '"' ( ~'"' | '\\' '"' )* '"' ;

INTEGER : ('1' .. '9')+ ('0' .. '9')* | '0';

FLOAT : (('1' .. '9')* | '0') '.' ('0' .. '9')* ;

BOOLEAN : 'true' | 'false' ;

SWITCH : 'switch' ;

CASE : 'case' ;

DEFAULT : 'default' ;

BREAK : 'break' ;

CONTINUE : 'continue' ;

RETURN : 'return' ;

REQUIRES : 'requires' ;

NEW : 'new' ;

CLONE : 'clone' ;

NULL : 'null' ;

CONST : 'const' ;

ABELIAN_RELOP : '!=' | '==' | '>' | '<' | '>=' | '<=';

LOGICAL_NOT : '!' ;

POW : '**' ;

BOOLEAN_SUMOP : '||' | '^' ;

BOOLEAN_MULOP : '&&'  ;

ABELIAN_SUMOP : '+' | '-' ;

ABELIAN_MULOP : '*' | '/' | '%' ;

MINUS : '-' ;

PLUS : '+' ;

LOGICAL_NEGATION : '!' ;

ABELIAN_INCREMENT_OP : '++' | '--' ;

JAVA_ID: (('a' .. 'z') | ('A' .. 'Z')) (('a' .. 'z') | ('A' .. 'Z') | ('0' .. '9') | '_')* ;

INLINE_COMMENT: '//' ~[\r\n]* -> channel(HIDDEN) ;

C_COMMENT: '/*' .*? '*/' -> channel(HIDDEN) ;

WHITESPACE : ( '\t' | ' ' | '\r' | '\n'| '\u000C' )+ -> channel(HIDDEN) ;

ASSIGN : '=' ;

语法康德； 程序 ：键入\声明\主列表 |类型\声明\列表//缺少主 ; 主要的 ：expr ; 类型\声明\列表 ：type_声明 |类型\声明\列表类型\声明 |/*空*/ ; 类型声明 ：'context'JAVA_ID'{'context_body'}' |'class'JAVA_ID'{'class_body'}' |'class'JAVA_ID'扩展了'JAVA_ID'{'class_body'}' ; 正文 ：context\u body context\u body\u元素 |上下文\正文\元素 |/*空*/ ; 上下文\正文\元素 ：方法 |目的地 |角色 |舞台表演 ; 角色 ：'role'JAVA_ID'{'role_body'}' |'role'JAVA_ID'{'role_body'}'需要'{'self_methods'}' |access_限定符'role'JAVA_ID'{'role_body'}' |access_限定符'role'JAVA_ID'{'role_body'}'需要'{'self_methods'}' ; 机构的角色 ：方法 |角色\u主体方法\u decl |object_decl//非法 |角色\u body对象\u decl//非法-仅用于获取更好的错误消息 ; 自校正方法 ：self_方法“；”方法u签名 |方法u签名 |self_方法/*null*/'；'

expr
 : ...
 | unary_expr
 | binop_expr
 | ...
 ;

unary_expr
 : SUMOP binop_expr
 ;

binop_expr
 : product ( SUMOP product )*
 ;

grammar Kant;

program
        : type_declaration_list main
        | type_declaration_list     // missing main
        ;

main
        : expr
        ;

type_declaration_list
        : type_declaration
        | type_declaration_list type_declaration
        | /* null */
        ;

type_declaration
        : 'context' JAVA_ID '{' context_body '}'
        | 'class'   JAVA_ID '{' class_body   '}'
        | 'class'   JAVA_ID 'extends' JAVA_ID '{' class_body   '}'
        ;

context_body
        : context_body context_body_element
        | context_body_element
        | /* null */
        ;

context_body_element
        : method_decl
        | object_decl
        | role_decl
        | stageprop_decl
        ;

role_decl
        : 'role' JAVA_ID '{' role_body '}'
        | 'role' JAVA_ID '{' role_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        | access_qualifier 'role' JAVA_ID '{' role_body '}'
        | access_qualifier 'role' JAVA_ID '{' role_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        ;

role_body
        : method_decl
        | role_body method_decl
        | object_decl               // illegal
        | role_body object_decl     // illegal — for better error messages only
        ;

self_methods
        : self_methods ';' method_signature
        | method_signature
        | self_methods /* null */ ';'
        ;

stageprop_decl
        : 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}'
        | 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        | access_qualifier 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}'
        | access_qualifier 'stageprop' JAVA_ID '{' stageprop_body '}' REQUIRES '{' self_methods '}'
        ;

stageprop_body
        : method_decl
        | stageprop_body method_decl
        | object_decl               // illegal
        | stageprop_body object_decl        // illegal — for better error messages only
        ;

class_body
        : class_body class_body_element
        | class_body_element
        | /* null */
        ;

class_body_element
        : method_decl
        | object_decl
        ;

method_decl
        : method_decl_hook '{' expr_and_decl_list '}'
        ;

method_decl_hook
        : method_signature
        ;

method_signature
        : access_qualifier return_type method_name '(' param_list ')' CONST*
        | access_qualifier return_type method_name CONST*
        | access_qualifier method_name '(' param_list ')' CONST*
        ;

expr_and_decl_list
        : object_decl
        | expr ';' object_decl
        | expr_and_decl_list object_decl
        | expr_and_decl_list expr
        | expr_and_decl_list /*null-expr */ ';'
        | /* null */
        ;

return_type
        : type_name
        | /* null */
        ;

method_name
        : JAVA_ID
        ;

access_qualifier
        : 'public' | 'private' | /* null */
        ;

object_decl
        : access_qualifier compound_type_name identifier_list ';'
        | access_qualifier compound_type_name identifier_list
        | compound_type_name identifier_list /* null expr */ ';'
        | compound_type_name identifier_list
        ;

compound_type_name
        : type_name '[' ']'
        | type_name
        ;

type_name
        : JAVA_ID
        | 'int'
        | 'double'
        | 'char'
        | 'String'
        ;

identifier_list
        : JAVA_ID
        | identifier_list ',' JAVA_ID
        | JAVA_ID ASSIGN expr
        | identifier_list ',' JAVA_ID ASSIGN expr
        ;

param_list
        : param_decl
        | param_list ',' param_decl
        | /* null */
        ;

param_decl
        : type_name JAVA_ID
        ;

expr
        : abelian_expr
        | boolean_expr
        | block
        | if_expr
        | for_expr
        | while_expr
        | do_while_expr
        | switch_expr
        | BREAK
        | CONTINUE
        | RETURN expr
        | RETURN
        ;

abelian_expr
        : <assoc=right>abelian_expr POW abelian_expr           
        | ABELIAN_SUMOP expr                           
        | LOGICAL_NEGATION expr
        | NEW message
        | NEW type_name '[' expr ']'                            
        | abelian_expr ABELIAN_MULOP abelian_expr       
        | abelian_expr ABELIAN_SUMOP abelian_expr             
        | abelian_expr ABELIAN_RELOP abelian_expr                    
        | null_expr
        | /* this. */ message
        | JAVA_ID
        | JAVA_ID ABELIAN_INCREMENT_OP
        | ABELIAN_INCREMENT_OP JAVA_ID
        | constant
        | '(' abelian_expr ')'
        | abelian_expr '[' expr ']'
        | abelian_expr '[' expr ']' ABELIAN_INCREMENT_OP
        | ABELIAN_INCREMENT_OP expr '[' expr ']'
        | ABELIAN_INCREMENT_OP expr '.' JAVA_ID
        | abelian_expr '.' JAVA_ID ABELIAN_INCREMENT_OP
        | abelian_expr '.' message
        | abelian_expr '.' CLONE
        | abelian_expr '.' CLONE '(' ')'
        | abelian_expr '.' JAVA_ID
        | <assoc=right> abelian_expr ASSIGN expr
        ;

message
        : <assoc=right> JAVA_ID '(' argument_list ')'
        ;

boolean_expr
        : boolean_expr BOOLEAN_MULOP expr                       
        | boolean_expr BOOLEAN_SUMOP expr
        | constant      // 'true' / 'false'
        | abelian_expr
        ;

block
        : '{' expr_and_decl_list '}'
        | '{' '}'
        ;

expr_or_null
        : expr
        | /* null */
        ;

if_expr
        : 'if' '(' expr ')' expr
        | 'if' '(' expr ')' expr 'else' expr
        ;

for_expr
        : 'for' '(' object_decl expr ';' expr ')' expr  // O.K. — expr can be a block
        | 'for' '(' JAVA_ID ':' expr ')' expr
        ;

while_expr
        : 'while' '(' expr ')' expr
        ;

do_while_expr
        : 'do' expr 'while' '(' expr ')'
        ;

switch_expr
        : SWITCH '(' expr ')' '{'  ( switch_body )* '}'
        ;

switch_body
        : ( CASE constant | DEFAULT ) ':' expr_and_decl_list
        ;

null_expr
        : NULL
        ;

constant
        : STRING
        | INTEGER
        | FLOAT
        | BOOLEAN
        ;

argument_list
        : expr
        | argument_list ',' expr
        | /* null */
        ;


// Lexer rules

STRING : '"' ( ~'"' | '\\' '"' )* '"' ;

INTEGER : ('1' .. '9')+ ('0' .. '9')* | '0';

FLOAT : (('1' .. '9')* | '0') '.' ('0' .. '9')* ;

BOOLEAN : 'true' | 'false' ;

SWITCH : 'switch' ;

CASE : 'case' ;

DEFAULT : 'default' ;

BREAK : 'break' ;

CONTINUE : 'continue' ;

RETURN : 'return' ;

REQUIRES : 'requires' ;

NEW : 'new' ;

CLONE : 'clone' ;

NULL : 'null' ;

CONST : 'const' ;

ABELIAN_RELOP : '!=' | '==' | '>' | '<' | '>=' | '<=';

LOGICAL_NOT : '!' ;

POW : '**' ;

BOOLEAN_SUMOP : '||' | '^' ;

BOOLEAN_MULOP : '&&'  ;

ABELIAN_SUMOP : '+' | '-' ;

ABELIAN_MULOP : '*' | '/' | '%' ;

MINUS : '-' ;

PLUS : '+' ;

LOGICAL_NEGATION : '!' ;

ABELIAN_INCREMENT_OP : '++' | '--' ;

JAVA_ID: (('a' .. 'z') | ('A' .. 'Z')) (('a' .. 'z') | ('A' .. 'Z') | ('0' .. '9') | '_')* ;

INLINE_COMMENT: '//' ~[\r\n]* -> channel(HIDDEN) ;

C_COMMENT: '/*' .*? '*/' -> channel(HIDDEN) ;

WHITESPACE : ( '\t' | ' ' | '\r' | '\n'| '\u000C' )+ -> channel(HIDDEN) ;

ASSIGN : '=' ;