react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)

主要内容

  • 本篇博客主要介绍的是通过将antlr4集成到react-diagram(typescript)框架中。
  • 这个集成过程是web应用可视化编程(类似于unreal blueprint)的一个子任务。

背景

  • antlr4是一个将代码转换为语法树结构的应用,用户能通过内置的API对语法树进行遍历,从而获取其内部的变量,逻辑信息。
  • 我们目前这个迭代的主要目标是:将用户的代码转换为一个序列化的JSON,这个序列化的JSON通过react-diagram的反序列化引擎,可以直接显示成易于理解的可视化图像。

示例

a. 用户代码

Rule3=[Transfer.to NOT IN BlackList]

b. 序列化JSON

  • 将用户代码转换为下列JSON。
  • 下面的序列化JSON为手动生成,目前的目标就是自动生成这个序列化的JSON。
{
     
	"id": "27",
	"offsetX": 0,
	"offsetY": 0,
	"zoom": 100,
	"gridSize": 0,
	"layers": [{
     
		"id": "28",
		"type": "diagram-links",
		"isSvg": true,
		"transformed": true,
		"models": {
     
			"36": {
     
				"id": "36",
				"type": "default",
				"source": "32",
				"sourcePort": "33",
				"target": "34",
				"targetPort": "35",
				"points": [{
     
					"id": "37",
					"type": "point",
					"x": 0,
					"y": 0
				}, {
     
					"id": "38",
					"type": "point",
					"x": 0,
					"y": 0
				}],
				"labels": [],
				"width": 2,
				"color": "grey",
				"curvyness": 50,
				"selectedColor": "rgb(0,192,255)"
			}
		}
	}, {
     
		"id": "30",
		"type": "diagram-nodes",
		"isSvg": false,
		"transformed": true,
		"models": {
     
			"32": {
     
				"id": "32",
				"type": "default",
				"x": 100,
				"y": 100,
				"ports": [{
     
					"id": "33",
					"type": "default",
					"x": 100,
					"y": 100,
					"name": "to",
					"alignment": "right",
					"parentNode": "32",
					"links": ["36"],
					"in": false,
					"label": "To"
				}],
				"name": "Transfer",
				"color": "rgb(0,192,255)",
				"portsInOrder": [],
				"portsOutOrder": ["33"]
  • 由于长度问题,只放一部分了。

c. react-diagram引擎渲染

react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)_第1张图片

  • 为了达成从用户代码到react-diagram引擎的过程,我们需要通过antlr4引擎对代码进行语法树的处理。

语法树

react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)_第2张图片

实现

1. 搭建react-diagram

  • 不要下载最新版本的react-diagram,到这个链接下载v6.2.0的版本。
  • 到本地解压之后,依次运行
sudo yarn
sudo yarn build
cd packages/diagrams-demo-gallery && sudo yarn run start
  • 如果出现targets must start with "./",则参考#646。

2. 集成antlr4到react-diagram

  • 可以观察到react-diagram是由typescript书写的,所以我们需要让antlr形成typescript的API,刚好有一个antlr4ts库可以完成这个工作。
  • 我们在react-diagram的根目录运行sudo yarn add antlr4tssudo yarn add -D antlr4ts-cli,如果报错出现了workspace的字样,则在add的后面加上-W
  • 然后放入你的.g4文件,g4文件规定了你的编程语言的语法规则,此处的文件为ReCol.g4
    react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)_第3张图片
# ReCol.g4
grammar ReCol;


input: NEWLINE* name NEWLINE* entityDecl NEWLINE* entityRule NEWLINE*;

name: NEWLINE* 'regulation' ':' ID NEWLINE*;
/* =========================entityDecl==================================== */

entityDecl: 'Entities' NEWLINE* '{' obj* '}'
;

obj: NEWLINE* ID '{' obj* '}'	NEWLINE*					#newObject
| NEWLINE* ID  NEWLINE*										#newAttribute
| NEWLINE* ID ':' value=(DECIMAL|BOOL|STRING) NEWLINE*		#newValue
;



/* =========================entityRule================================== */

entityRule: 'Rules' NEWLINE*  '{' actionStat* '}' NEWLINE*;

actionStat: NEWLINE* ID('.'ID)* '=' NEWLINE*'[' expr ']' NEWLINE*   			# assignValue
|			NEWLINE* ID('.'ID)* '=' NEWLINE*'[' rulerExpr ']' NEWLINE*			# assignRuler
;




rulerExpr:  rulerExpr '&'   rulerExpr									# AndRule
|			rulerExpr 'AND' rulerExpr									# AndRule
|			rulerExpr '|'   rulerExpr									# OrRule
|			rulerExpr 'OR'  rulerExpr									# OrRule
|			rulerExpr '^'   rulerExpr									# XorRule
|			rulerExpr 'XOR' rulerExpr									# XorRule
|			'!' rulerExpr												# NotRule
|			'NOT' rulerExpr												# NotRule
|			rulerExpr 'Follow' rulerExpr								# FollowRule
|			rulerExpr 'Until' rulerExpr									# UntilRule
|			'(' rulerExpr ')'											# ParentsRule
|			boolexpr													# ExprRule
;



/* =================================================================== */

boolexpr: expr '>' expr 	#checkLarger
|		  expr 'GT' expr 	#checkLarger
|		  expr '>=' expr	#checkGE
|		  expr 'GE' expr	#checkGE
|		  expr '<' expr  	#checkLess
|		  expr 'LT' expr  	#checkLess
|		  expr '<=' expr	#checkLE
|		  expr 'LE' expr	#checkLE
|		  expr '==' expr 	#checkequal
|		  expr 'EQ' expr 	#checkequal
|		  expr '!=' expr 	#checkNE
|		  expr 'NE' expr 	#checkNE
|		  expr			 	#checkBoolExpr
;

expr:expr op=('*'|'/'|'+'|'-') expr     # calNum
| expr op=('|'|'&') expr        		# calBool
| '!' expr								# negate
| ID('.'ID)*                            # id
| DECIMAL								# Decimal
| BOOL									# bool
| STRING								# string
| '(' expr ')'                  		# parens
;



/* =================================================================== */

BOOL: 'True' | 'False';
STRING: '"' ~('"')* '"';


NEWLINE:'\r'? '\n' ;
WS : [ \t]+ -> skip ;
COMMENT : '/*' .*? '*/' -> skip;
LINE_COMMENT : '//' ~[\r\n]* -> skip;
PYTHON_COMMENT : '#' ~[\r\n]* -> skip;

MUL : '*' ;
DIV : '/' ;
ADD : '+' ;
SUB : '-' ;
AND : '&' ;
OR  : '|' ;
NOT : '!' ;
GT	: '>' ;
GE	: '>=';
LT	: '<' ;
LE	: '<=';
EQ	: '==';
NE	: '!=';

DECIMAL    : '-'? [0-9]+ ( '.' [0-9]+ )? ;
ID : [a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]* ;

  • 然后再diagrams-demo-gallery下的packages.json中添加"antlr4ts": "antlr4ts -visitor g4_script/ReCol.g4"
  • 修改demo/demo-serializing/index.tsx
import createEngine, {
      DiagramModel, DefaultNodeModel } from '@projectstorm/react-diagrams';
import * as React from 'react';
import {
      DemoButton, DemoWorkspaceWidget } from '../helpers/DemoWorkspaceWidget';
import {
      action } from '@storybook/addon-actions';
import * as beautify from 'json-beautify';
import {
      CanvasWidget } from '@projectstorm/react-canvas-core';
import {
      DemoCanvasWidget } from '../helpers/DemoCanvasWidget';
import RuleParser from './RuleParser';

export default () => {
     
	//1) setup the diagram engine
	var engine = createEngine();

	//2) setup the diagram model
	var model = new DiagramModel();

	//3-A) create a default node
	var node1 = new DefaultNodeModel('Node 1', 'rgb(0,192,255)');
	var port1 = node1.addOutPort('Out');
	node1.setPosition(100, 100);

	//3-B) create another default node
	var node2 = new DefaultNodeModel('Node 2', 'rgb(192,255,0)');
	var port2 = node2.addInPort('In');
	node2.setPosition(400, 100);

	//3-C) link the 2 nodes together
	var link1 = port1.link(port2);

	//4) add the models to the root graph
	model.addAll(node1, node2, link1);

	//5) load model into engine
	engine.setModel(model);

	//!------------- SERIALIZING ------------------

	var str = JSON.stringify(model.serialize());
	//!------------- GET DIAGRAM STR --------------
	var test = RuleParser;
	console.log(test());
	//!------------- DESERIALIZING ----------------

	var model2 = new DiagramModel();
	model2.deserializeModel(JSON.parse(str), engine);
	engine.setModel(model2);

	return (
		<DemoWorkspaceWidget
			buttons={
     
				<DemoButton
					onClick={
     () => {
     
						action('Serialized Graph')(beautify(model2.serialize(), null, 2, 80));
					}}>
					Serialize Graph
				</DemoButton>
			}>
			<DemoCanvasWidget>
				<CanvasWidget engine={
     engine} />
			</DemoCanvasWidget>
		</DemoWorkspaceWidget>
	);
};

  • demo/demo-serializing中添加文件RuleParser.tsx,并把你要处理的代码文件,如hello_world.rule放入ReCol文件夹。注:其他文件都是后来自动生成的。
    react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)_第4张图片
//hello_world.rule
regulation: HELLOWORLD

Entities { // DefineRegulatoryEntities
	Asset {
		id //uniqueid
		name
		value
	}
}

Rules { // defineregulatoryrules
	Rule1=[Asset.value>=100]
}
  • RuleParser.tsx如下
import {
      ANTLRInputStream, CommonTokenStream } from 'antlr4ts';
import {
     ReColLexer} from '../../g4_script/ReColLexer'
import {
     ReColParser} from '../../g4_script/ReColParser'

export default () => {
     
    // Create the lexer and parser
    let inputStream = new ANTLRInputStream("regulation: HELLOWORLD\nEntities {\nAsset {\n\t\tid\n\t\tname\n\t\tvalue\n\t}\n}\nRules {\n\tRule1=[Asset.value>=100]\n}");
    let lexer = new ReColLexer(inputStream);
    let tokenStream = new CommonTokenStream(lexer);
    let parser = new ReColParser(tokenStream);

    let tree = parser.input();
    return tree;
};
  • 最后命令行输出的结果:
    react-diagram, antlr4 可视化编程网页应用搭建(一)_第5张图片

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