使用antlr实现一个简单的表达式解析

背景

之前在做游戏的过程中，我们经常需要解析一些公式，比如(对方攻击值-对方防御值)*2这种表达式，我们习惯于用代码写死公式，但是这种方式不够灵活，我们想要的是一种灵活的解析方式，

只需要策划输入一个任意的一个表达式，我们就可以自动计算出来对应的数值，我们不需要理解策划的公式，那么问题就转化成了如何解析表达式公式呢？答案是使用antlr.

技术实现

antlr是一个解析器，包括两个部分：词法解析器和语法解析器，如下图所示：

antlr最大的优点是可以按照树的深度优先遍历访问所有的节点，比如下面的表达式：
(1) + 10 * 20 - 40/2 - (attack + defence)
如果我们使用简单的如下.g4文件来解析的话，

grammar Calc;prog: stat+;stat: expr                   # printExpr| ID '=' expr            # assign;expr: expr (MUL|DIV) expr # MulDiv| expr (ADD|SUB) expr # AddSub| INT                    # int| ID                     # id| '(' expr ')'           # parens;MUL : '*' ;DIV : '/' ;ADD : '+' ;SUB : '-' ;ID  : [a-zA-Z]+ ;INT : [0-9]+ ;WS  : [ \t\r\n]+ -> skip ;    // toss out whitespace

antlr可以解析成如下的解析树:

我们可以看出来如果我们编写一个Listener访问这棵树的话，我们可以得到完整的表达式，包括各个优先级都是正确的，当获取到这个按正确优先级排好序的指令后，我们可以通过简单的堆栈操作获取结果：

push(1)

push(10)

push(20)

pop(*)

pop(+)

push(40)

push(2)

pop(/)

pop(-)

push(attack)

push(defence)

pop(-)

pop(-)

注意这是一个深度优先遍历树的顺序，通过这个指令顺序，可以获取正确的表达式的值

总结

antlr提供了一种解析表达式的方便的方式，让我们可以解析任何用户或者策划提供的公式，它会按照深度优先树遍历的顺序返回数据和指令的顺序，方便我们计算最终的结果