《ANTLR 4权威指南》是一本全面介绍ANTLR 4工具及其应用的书籍,旨在帮助读者掌握语法分析器的构建技巧。
大约25年前我开始从事ANTLR相关工作,在此过程中许多人的帮助使ANTLR工具的语法及功能逐渐成型。特别感谢Sam Harwell,他不仅协助完成了软件开发,并且对ALL(*)解析算法做出了突出贡献,同时还是ANTLRWorks 2语法IDE的主要开发者。
本书的技术审阅者包括Oliver Ziegermann、Sam Rose、Kyle Ferrio、Maik Schmidt、Colin Yates、Ian Dees、Tim Ottinger、Kevin Gisi、Charley Stran、Jerry Kuch、Aaron Kalair、Michael Bevilacqua-Linn,Javier Collado,Stephen Wolff以及Bernard Kaiflin。此外,在本书和ANTLR 4软件处于测试阶段时许多热心读者也提供了宝贵的反馈意见。特别感谢Kim Shrier与Graham Wideman的审阅报告。
最后还要感谢编辑Susannah Davidson Pfalzer一如既往的支持,并且她提出的建议及对内容的精雕细琢使这本书更加完善。
四年前,我在读研究生期间曾参考龙书编写了一个简单的编译器前端。经过一个星期的努力后发现从头开始实现一个编译器前端难度远超一般开发者的能力范围。这不仅需要深厚的理论基础、技术积累和大量精力,并且对于大部分软件开发人员来说是难以负担的。
幸运的是,ANTLR工具的出现使这个过程变得容易了许多。借助用户定义的语言语法文件,它可以自动生成词法分析器与语法解析器并将输入文本处理为可视化形式展示的抽象语法树(AST)。这一切都是自动完成的,并且所需仅是一份描述目标语言语法规则的文件。
一年前,在设计淘宝内部数据分析系统时我第一次接触到了ANTLR。使用它之后,我在一天之内就完成了整个编译器前端的设计工作并能够迅速开始处理实际业务逻辑。从那时起我就被它的强大功能深深吸引住了:简而言之,对于许多问题ANTLR可以提供解决方案而其他工具则无法做到。
软件正在改变世界。几十年来信息化浪潮席卷全球各个行业领域,并且这种趋势还将继续下去。然而整个世界的数字化程度还远未达到理想的水平,仍有很多传统行业的生产力有待被释放出来以推动现代化进程。在这种看似矛盾的情况下隐藏着一条鸿沟:大量从事传统产业的人们拥有无可比拟的专业知识和丰富经验却因跟不上现代软件发展的步伐而苦恼不已。
解决这一问题的关键在于领域特定语言(DSL)的应用开发让这些行业专家能够用严谨的方式与计算机进行交流互动。实际上,任何编程语言本质上都是一种DSL,并且最终殊途同归。
实现DSL的主要挑战之一就是编译器前端的设计和构建工作。长久以来人们认为编写一个高效的编译器是一项几乎无法企及的任务,正如诗中所描述的那样:“白云在青天可望不可即”。ANTLR改变了这一现状:它自动生成高效准确且易于使用的编译器前端能够帮助开发者从繁杂的技术理论中解脱出来并专注于处理具体的业务逻辑。而ANTLR 4版本引入了自动语法分析树创建与遍历机制进一步提高了语言识别程序的开发效率。
时至今日,ANTLR仍然是Java世界里实现编译器不可或缺的选择,并且对其他编程语言也提供了不同程度的支持。对于那些想要学习和使用ANTLR的人来说,这本书会是一个很好的起点:它没有冗长复杂的理论讲解而是从一些具体的需求出发由浅入深地介绍了关于语言的背景知识、如何设计ANTLR语法以及基于ANTLR 4实现语言识别程序的具体步骤与方法。
本书尤其适合对构建特定领域的编程语言或解析器感兴趣的开发者。即便你目前并没有这样的需求,我仍建议阅读这本书因为它能够帮助读者拓宽视野,并从更深层次理解计算机编程的本质。