如何理解为ANTLR语法生成的ATN图？

Question

我在我的ANTLR4语法中有两个简单的词法规则：

fragment Attrs : '.' ARCH; 
fragment ARCH : 'IA32' | 'X64' | 'IPF' | 'EBC' | 'common';

生成的ANTLR4.7 ATN如下（Visual Studio Code）：

我搜索了一些关于“ATN”的参考资料，比如这个链接。

它很漂亮，但我不理解它：

• 节点中的数字和标签代表什么？
• 箭头线上的epsilon符号代表什么？
• 灰色和红色的节点代表什么？

- smwikipedia

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为什么在不知道状态机是什么或有什么用处的情况下，你要生成一个状态机的图形呢？ - IInspectable

我对正则表达式和确定有限状态自动机（DFA）有一些了解。但是我对语法设计还很陌生。我可以理解我提供的链接中的有限状态自动机，但对于所提出的图片并不十分确定。我希望了解ANTLR ATN的概念能够帮助我更好地设计ANTLR风格的语法。 - smwikipedia

Answer 1

图中的ATN图表代表由解析器生成器产生的单个规则，由ATN状态组成。这些对于想要编写使用ATN的代码（例如用于代码完成）的开发人员非常有趣。通常情况下，您不需要在语法工作中使用此信息。当您更改语法时，查看ATN图表如何更改可能也会有所帮助（以微调语法）。图像中看到的是ATN状态的圆圈，带有其唯一ID（没有2个状态共享相同的状态编号），并附有标签，指示状态的类型（规则开始/结束状态，基本状态等）。将鼠标悬停在状态上，直到出现工具提示，可以获得更多信息。圆角矩形描述了由此规则调用的规则。大多数状态通过转换连接，这些转换描述了解析器执行此状态机时必须走的方向。转换可以在不消耗输入的情况下执行（称为epsilon转换，由小epsilon符号标记），或者需要某些输入匹配（在ATN中表示为label，并附加到图像中的转换箭头上）。

- Mike Lischke

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谢谢。能够得到 VS Code ANTLR 插件的作者回复是一种荣幸。这是一个很棒的工具，我真的很喜欢它。 - smwikipedia

很高兴听到它对你有用。 - Mike Lischke