Tutorial ANTLR Work

Untuk memudahkan, dalam tutorial ini kita gunakan tools ANTLR http://www.antlr.org/ yang berbasis GUI yaitu Antlrworks. Tools ini sangat mudah dipakai dan sudah cukup matang. Versi command line ANTLR sudah dirilis sejak 1992 dan GUI modern dikembangkan sejak 2005. Sebelumnya sebenarnya sudah ada versi GUI, tapi masih kurang matang, sehingga dibuatlah versi GUI yang modern.
Bagi Anda yang masih kurang lancar dalam memahami grammar, ANTLR sangat bisa membantu, Anda bisa mencoba langsung grammar Anda sebelum mulai membuat program satu baris pun. Jika ada fitur yang saya jelaskan tapi Anda belum paham, Anda bisa mencoba-coba mengubah grammar dan langsung mencoba melihat visualisasinya. Jadi jika Anda merasa artikel ini terlalu cepat, cobalah berhenti dan mencoba hasilnya di ANTLRWorks.

Saya tidak akan memberi tutorial bagaimana cara memakai ANTLRWorks. Anda bisa mencoba-coba sendiri. Untuk mengikuti tutorial ini, download saja source code yang saya sediakan dan buka file berekstensi .g dengan ANTLRWorks.

ANTLR dan ANTLRWorks hanyalah salah satu tools yang tersedia. Jika Anda sudah mahir, tools apapun akan sama saja. Programmer yang baik tidak akan dibatasi oleh tools.

Cara menjalankan ANTLRWorks tergantung pada OS yang Anda gunakan. Di Mac OS X/Windows, jika sudah diset dengan benar, Anda bisa mengklik file antlrworks-1.2.3.jar, dan GUI akan muncul. Jika cara tersebut gagal, mungkin Anda perlu menjalankan dari command line, caranya:

 java -jar /path/to/antlrworks-1.2.3.jar

Berikut ini grammar yang akan kita pakai (ini versi 1, lihat file Expr_1.g) sebagai dasar bagi interpreter dan compiler kita (catatan, baris yang diawali // adalah komentar):

grammar Expr;

// START:stat
prog:   stat+ ;

stat:   expr NEWLINE
    |   NEWLINE
    ;
// END:stat

// START:expr
expr:   multExpr (('+'|'-') multExpr)*
    ; 

multExpr
    :   atom ('*' atom)*
    ; 

atom:   INT 
    |   '(' expr ')'
    ;
// END:expr

// START:tokens
INT :   '0'..'9'+ ;
NEWLINE:'\r'? '\n' ;
WS  :   (' '|'\t'|'\n'|'\r')+ {skip();} ;
// END:tokens

Mari kita bahas grammarnya. Sebuah program <prog> terdiri atas banyak pernyataan <stat>+ (simbol plus artinya satu atau lebih), sebuah pernyataan boleh sebuah ekpresi <expr> atau sebuah baris kosong (NEWLINE). Anda juga bisa melihat Syntax Diagram dari sebuah rule, misalnya prog akan tampak seperti ini:


Karena Anda bisa melihat sendiri syntax diagram-nya di ANTLRWorks, saya tidak akan menampilkan sisanya.
Sebuah ekspresi terdiri dari pernyataan perkalian <multExpr> yang diikuti oleh plus/minus ekpresi yang lain. Tapi plus dan minus itu tidak wajib, jadi kita tambahkan * yang artinya nol atau lebih.
Pernyataan perkalian sendiri terdiri atas <atom> yang (mungkin) dikalikan dengan atom lain, karena tidak harus dikalikan atom lain, maka kita tambahkan juga *. Aturan terakhir adalah <atom> yang bisa berupa sebuah integer, atau ekspresi lain dalam tanya kurung.
Berikutnya kita perlu mendefinisikan token. Dalam kasus ini yang menjadi token adalah INT (0-9), NEWLINE (boleh \r\n yang merupakan versi DOS atau \n saja yang merupakan versi UNIX). Kita juga mengijinkan spasi ada di antara ekspresi, jadi 1+2 sama dengan 1 + 2, untuk itu kita perlu mendefinisikan karakter apa saja yang perlu dilewatkan (skip), dalam kasus ini kita mengabaikan spasi, tab, dan karakter baris baru.
Kita bisa langsung mencoba grammar ANTLR ini, dengan menggunakan ANTLRWorks. Coba pilih menu Debugger, lalu pilih Debug. Masukkan teks, misalnya 1+2. Perhatikan bahwa Anda harus mengakhiri sebuah ekspresi dengan karakter baris baru (enter) setelah ekspresi. Anda bisa menjalankan grammar langkah per langkah, atau langsung saja klik pada tombol END. Hasilnya sebuah pohon akan ditampilkan, pohon ini dinamakan Pohon Parsing (Parsing Tree). Silakan Anda mencoba-coba aneka ekspresi lain, termasuk ekspresi multi baris, supaya bisa melihat bagaimana pohon untuk setiap ekspresi.
Berikut ini adalah gambar pohon yang dihasilkan oleh 1 + 2 * 3. Gambar pohon ini dihasilkan langsung oleh ANTLRWorks (saya tidak menggambarnya manual).