ANTLR是否会自动提取顶层分支？附两种算术表达式文法对比

我写了两种算术表达式文法，一种将同优先级的运算符拆分为独立分支，另一种则把同优先级运算符分组到同一分支中：

未分组的文法（NoPrefix） #

grammar NoPrefix;
root: (expr ';')* EOF;

expr
    : '(' expr ')'
    | expr '*' expr
    | expr '/' expr
    | expr '+' expr
    | expr '-' expr
    | Atom
    ;

Atom: [a-z]+ | [0-9]+ | '\'' Atom '\'';
WHITESPACE: [ \t\r\n] -> skip;

分组后的文法（YesPrefix） #

grammar YesPrefix;
root: (expr ';')* EOF;

expr
    : '(' expr ')'
    | expr ('*'|'/') expr
    | expr ('+'|'-') expr
    | Atom
    ;

Atom:[a-z]+ | [0-9]+ | '\'' Atom '\'';
WHITESPACE: [ \t\r\n] -> skip;

这两种文法在运行时间、生成的解析器大小等方面几乎完全一致。我想知道ANTLR是否会自动把这两种分支形式转换成完全相同的输出，比如将：

expr: expr '*' expr | expr '/' expr    <==> expr: expr ('*'|'/') expr;

这两种写法视为等价，并生成相同的内部结构和解析器？

是的，ANTLR会将这两种写法视为等价，并生成完全相同的解析器结构。

从语法定义的语义来看，expr '*' expr | expr '/' expr 和 expr ('*'|'/') expr 描述的是完全一致的语法规则——都是匹配一个表达式，后跟乘/除运算符，再跟一个表达式。ANTLR在处理文法时，会对这两种形式做等价转换，最终生成的解析器在运行逻辑、性能、结构大小上没有区别。

这种分组写法只是语法层面的简化，本质上和拆分多个分支没有差异，ANTLR的内部处理会将它们归一化为相同的状态机和解析逻辑，所以才会出现你观察到的运行时间、构建大小几乎一致的情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者samuelbrody1249