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什么是 ASI ?

自动分号插入 (automatic semicolon insertion, ASI) 是一种程序解析技术,它在 JavaScript 程序的语法分析 (parsing) 阶段起作用。

根据 ES2015 规范,某些(不是全部) JavaScript 语句需要用 ; 来表示语句的结束;然而为了方便书写,在某些情况下这些分号是可以从源码中省略的,此时我们称 ; 被 parser 自动插入到符号流 (token stream) 中,这种机制称为 ASI。

所谓的“自动分号插入”其实只是一种形象的描述,parser 并没有真的插入一个个分号。ASI 只是表示编译器正确理解了程序员的意图。听起来就像编译器对程序员说:“Hey,哥们!虽然这里你没写分号,但我知道你想说这条语句已经结束了。”

需要用 ; 来表示结束的语句是:

  • 空语句
  • letconstimportexport 开头的声明语句
  • var 开头的变量声明语句
  • 表达式语句
  • debugger 语句
  • continue 语句
  • break 语句
  • return 语句
  • throw 语句

并不是所有的 JavaScript 语句都需要用 ; 表示结束,例如:

  • 块语句
  • if 语句
  • try 语句

这些语句本来就不需要 ; 表示结束。

举例来说,函数声明 (Function declaration, FD) 不需要以分号结束:

function add10(num) {
    return num + 10;
} // I don't need a semicolon here

如果你画蛇添足地在 FD 之后写了一个 ;,它会被解析为一条空语句。

ASI 规则

ASI 是备胎(第二选择)

编译器不会优先启用 ASI 机制。实际上,在遇到行结束符 (Line Terminator) 时,编译器总是先试图将行结束符分隔的符号流当作一条语句来解析(其实有少数几个特例:returnthrowbreakcontinueyield++--,随后会介绍),实在不符合正确语法的情况下,才会退而求其次,启用 ASI 机制,将行结束符分隔的符号流当作两条语句(俗称,插入分号)。来看下面的例子:

var a = 0
var b = 1

这个简单代码段的符号流为:

var   a   =   0   \n   var   b   =   1

parser 从左至右解析这个符号流,解析过程中它遇到了换行符 LF ( \n , 行结束符之一)。它看起来这样自言自语:“我遇到了一个换行符,让我先试试去掉它,把这个代码段当作一条语句试试!”

于是 parser 实际上先解析了这样一条语句:

var a = 0 var b = 1
// Uncaught SyntaxError: Unexpected token var

很显然这是一条有语法错误的语句,此路不通!

parser 说:“这个符号流如果当作一条语句的话,是有语法错误的!这该怎么办呢?我是不是要就此放弃、直接抛出语法错误呢?不!我可是要成为海贼王的男人!我要启用 ASI 机制试试。”

于是不折不挠的 parser 又解析了下面的语句:

var a = 0; var b = 1     // legal syntax

Bingo! 没有 SyntaxError ,解析通过!

parser 于是得意地对程序员说:“Hey,哥们!虽然在 \n 前面你没写分号,但我知道你想说 var a = 0 这条赋值语句已经结束了!”

“高!实在是高!”

脆弱的符号、被误解的源码

需要注意的是,parser 对符号流的这种处理机制有时会导致它误解程序员的意图。

var a = [1, [2, 3]]
[3, 2, 1].map(function(num) {
    return num * num;
})

由于 parser 总是优先将换行符前后的符号流当作一条语句解析,parser 实际上先解析了下面的语句:

var a = [1, [2, 3]][3, 2, 1].map(function(num) {
    return num * num;
})

这是一条语法正确的语句。它的含义是:先声明变量a ,对 [1, [2, 3]][3, 2, 1] 求值之后得到数组 [2, 3] ,对 [2, 3] 进行 (num) => num * num 映射操作得到 [4, 9],将数组 [4, 9] 赋给变量 a

( 开始的语句,比如 IIFE ,也会导致程序被 parser 误解。

(function fn() {
    return fn;
})()
(function() {
    console.log('我会显示在控制台吗?');
})()

它等价于

// 一条函数连续调用语句
(function fn() {
    return fn;
})()(function() {
    console.log('我会显示在控制台吗?');
})()  // => fn

/ 开始的语句,通常是正则表达式放在语句起始处(这种情况比较少见),也会导致程序被 parser 误解。

var a = 2
/error/i.test('error')

它等价于

var a = 2 / error / i.test('error')
// => Uncaught ReferenceError: error is not defined

需要注意的是,虽然 var a = 2 / error / i.test('error') 会抛出 ReferenceError 异常,但它是一条没有语法错误 (SyntaxError) 的语句。换句话说,该语句在 parser 眼里是一条语法正确的语句,因此 parser 不会启用 ASI 机制。

语句起始处的 +- 也会导致源码被误解(更加少见)。

var num = 5
+new Date - new Date(2009, 10)

等价于

var num = 5 + new Date - new Date(2009, 10)

源码的意图被 parser 误解,有两个必要条件:

  1. parser 优先将行结束符前后的符号流按一条语句解析,这是 ECMAScript 标准的规定,所有 parser 必须要按此要求实现。
  2. 行结束符之后的符号 (token) 有二义性,使得该符号与上条语句能够无缝对接,不导致语法错误。

实际上,有二义性的符号本来就不多,能导致源码意图被改变的符号数来数去就只有 [(/+- 这五个而已。我们可以把它们理解成“脆弱的符号”,在它们前面显式地加上防御性分号 (defensive semicolon) 来保护其含义不被改变。

限制产生式——备胎转正

前文说到,ASI 是一种备用选择。然而在 ECMAScript 中,有几种特殊语句是不允许行结束符存在的。如果语句中有行结束符,parser 会优先认为行结束符表示的是语句的结束,这在 ECMAScript 标准中称为限制产生式 (restricted production)

通俗地说,在限制产生式中,parser 优先启用 ASI 机制。

一个典型限制产生式的例子是 return 语句。

function a() {
    return
    {};
}
a()   // => undefined

按照一般解析规则,如果 ASI 是第二选择,那么 parser 优先忽略 \n ,该代码段应与下面的程序无异:

function a() {
    return {};
}
a()  // => {} (empty object)

然而事实并非如此,因为 ECMAScript 标准对合法的 return 语句做了如下限制:

ReturnStatement:
return [no LineTerminator here] Expression ;

return 语句中是不允许在 return 关键字之后出现行结束符的,所以上面的代码段其实等价于:

function a() {
    return;    // ReturnStatement
    {}         // BlockStatement
    ;          // EmptyStatement
}
a()  // => undefined

函数体内的代码被解析为 return 语句、块语句、空语句三条单独的语句。

标准规定的其它限制产生式有:

  • continue 语句
  • break 语句
  • throw 语句
  • 箭头函数 (箭头左侧不允许有行结束符)
  • yield 表达式
  • 后自增/自减表达式

这些情况都不允许有换行符存在。

a
++
b

被解析为

a;
++b;

ES2015 标准给出了关于限制产生式的编程建议:

  • A postfix ++ or -- operator should appear on the same line as its operand. (后自增运算符或后自减运算符应与它的操作数处于同一行。)
  • An Expression in a return or throw statement or an AssignmentExpression in a yield expression should start on the same line as the return, throw, or yield token. (returnthrow 语句中的表达式以及 yield 表达式中的赋值表达式应与 returnthrowyield 这些关键字处于同一行。)
  • An IdentifierReference in a break or continue statement should be on the same line as the break or continue token. (breakcontinue 语句中的标签名应与 breakcontinue 关键字处于同一行。)

言而总之,总而言之,ES2015 标准这一节就告诉你一件事:在限制生产式中别换行,换行就自动插入分号。

for 循环与空语句——永不使用的备胎

ASI 不适用于 for 循环头部,即 parser 不会在这里自动插入分号。

var a = ['once', 'a', 'rebound,', 'always', 'a', 'rebound.']
var msg = ''
for (var i = 0, len = a.length
    i < len
    i++) {
    msg += a[i] + ' '
}
console.log(msg)

好吧,也许你希望 parser 在 a.length 后面和 i < len 后面自动为你插入分号,补全这个 for 循环语句,但是 parser 不会在 for 循环的头部启用 ASI 机制。parser 首先尝试按一条语句解析

(var i = 0, len = a.length \n i < len \n i++)

这个符号流,发现它并非一条合法语句后,就直接抛出了语法错误 Uncaught SyntaxError: Unexpected Identifier,根本不尝试补全分号。

所以 for 循环头部的分号必须要显式地写出:

var a = ['once', 'a', 'rebound,', 'always', 'a', 'rebound.']
var msg = ''
for (var i = 0, len = a.length;
i < len;
i++) {
msg += a[i] + ' '
}
console.log(msg)
// => 'once a rebound, always a rebound.' (一朝为备胎,永久为备胎)

类似地,有特殊含义的空语句也不可以省略分号:

function infiniteLoop() {
    while('a rebound is a rebound is a rebound')
}

此段代码是不合法的语句,parser 会抛出语法错误 Uncaught SyntaxError: Unexpected token } 。这是因为循环体中作为空语句而存在的 ; 不能省略。

// legal syntax
function infiniteLoop() {
    while('a rebound is a rebound is a rebound');
}
// it is true that a rebound is a rebound is a rebound (备胎就是备胎,这是真理。)

总结

ASI 机制的存在为 JavaScript 程序员提供了一种选择:你可以省略源码中的绝大部分 ; 而不影响程序的正确解析。与 IT 业界的 “Vim 和 Emacs 哪个是更好的编辑器” 一样,JavaScript 社区隔一段时间就会出现“该不该写分号”这样的观点之争。本文并不是想证明哪种观点更好,而是关注 ASI 机制本身的一些有趣事实。即便是坚定的无分号党,也不得不承认,有些分号是不能省略的。这些不能省略的分号有:

  • for 循环头部的分号
  • 作为空语句存在的分号
  • 以 5 个“脆弱符号”开头的语句之前的分号 (严格来讲,此处的分号不是必须的;因为除了使用分号,还可以用各种 hack 方法,比如 void)

而对于坚定的分号党,有一个事实也不得不承认,那就是你的程序中很可能有 99% 的分号都是多余的!如果你想尝试一下不写分号,可以按照下面的步骤:

  1. 删掉你所有语句结尾处的分号
  2. 如果你的语句开头是 [(,在它前面加一个分号。Over!

相关资料

  1. Effective JavaScript: 68 Specific Ways to Harness the Power of JavaScript. Item. 6
  2. ES2015 Spec Section 11.9.1: Rules of Automatic Semicolon Insertion
  3. An Open Letters to JavaScript Leaders Regarding Semicolons
  4. JavaScript Semicolon Insertion. Everything you need to know
  5. A Bit of Advice for the JavaScript Semicolon Haters
  6. Automatic semicolon insertion in JavaScript

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苏生不惑 · 2015年07月05日

配图不错,还是习惯性加上;吧

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