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前置知识

一些单词

abstract:抽象的
( abstract syntax tree:抽象语法树 )

Identifier:标识符
Punctuator :标点符号

declaration:声明
VariableDeclaration:变量声明
declarator:声明人

traverse:遍历

expression:表达,表达式
performance:性能
// while parseExpression() tries to parse a single Expression with performance in mind.
// 而parseExpression()会尝试在考虑性能的情况下解析单个Expression

doubt:疑惑
// When in doubt, use .parse() 
// 如果有疑惑的情况,请使用.parse()而不要使用.parseExpression()

Numeric:数字

一些网站

AST explorer 查看源码对应的AST和JSON结构
esprima 可以查看词法分词阶段生成的tokens
AST 可视化工具 查看AST可视化树状图
AST 对象文档

从javascript程序到机器可执行的机器码需要经历三个阶段

  • 语法检查:词法分析,语法分析
  • 编译运行
  • 总结:词法分析 -> 语法分析 -> 编译运行

AST

abstract syntax tree:抽象语法树
abstract:抽象的

AST应用场景

  • 代码 ( 语法检测 ),代码 ( 风格检测 ),代码 ( 格式化 ),代码 ( 高亮 ),代码 ( 错误提示 ),代码 ( 自动补全 )
  • eslint amd cmd
  • <font color=red> webpack 通过 babel 转义 js 语法 </font>

AST解析过程

  • (1) 读取js文件中的 ( <font color=red>字符流</font> )
  • (2) 通过 ( <font color=red>词法分析</font> ) 生成 token ----------- 词法分析也叫扫描scanner,分词阶段,token是一维数组
  • (3) 通过 ( <font color=red>语法分析</font> ) 生成 AST ------------- 语法分析也叫解析器
  • (4) 生成 ( <font color=red>机器码</font> ) 执行 -------------------- 编译阶段也叫编译器

词法分析

  • 词法分析是将 ( <font color=red>字符流char stream</font> ) 转换为 ( <font color=red>记号流token stream</font> )
  • <font color=red>token 是不可分割的最小单元,是一个一维数组</font>
  • ( 词法分析 ) 也称之为 ( 扫描scanner )
  • ( <font color=red>词法分析器</font> ) 里的每一个 (<font color=red> 关键字,标识符,操作符,标点符号,字符串,数字,布尔值,注释符,空白字符,空格,换行符</font> ) 等都是一个token
  • <font color=blue>token数组中,每一个对象包含 ( type ) 和 ( value )</font>
  • type
  • value

    • 常见的 ( type ) 如下:
    • <font color=blue>Keyword (关键词)</font>
    • <font color=blue>Identifier (标识符)</font>
    • <font color=blue>Punctuator (标点符号)</font>
    • <font color=blue>Numeric(数字)</font>
    • <font color=blue>String (字符串)</font>
    • <font color=blue>Boolean(布尔)</font>
    • <font color=blue>Null(空值)</font>
  • 最终代码被分割进一个tokens列表,即一维数组

    源码1:
    const add = (a, b) => {
      return a + b
    }
    
    tokens:
    [
    { "type": "Keyword", "value": "const" },
    { "type": "Identifier", "value": "add" },
    { "type": "Punctuator", "value": "=" },
    { "type": "Punctuator", "value": "(" },
    { "type": "Identifier", "value": "a" },
    { "type": "Punctuator", "value": "," },
    { "type": "Identifier", "value": "b" },
    { "type": "Punctuator", "value": ")" },
    { "type": "Punctuator", "value": "=>" },
    { "type": "Punctuator", "value": "{" },
    { "type": "Keyword", "value": "return" },
    { "type": "Identifier", "value": "a" },
    { "type": "Punctuator", "value": "+" },
    { "type": "Identifier", "value": "b" },
    { "type": "Punctuator", "value": "}" }
    ]
    
    
    ---
    源码2:
    const a = 1;
    
    tokens:
    [
      { "type": "Keyword","value": "const" },
      { "type": "Identifier","value": "a" },
      { "type": "Punctuator","value": "=" },
      { "type": "Numeric","value": "1" },
      { "type": "Punctuator","value": ";" }
    ]
    
    
    说明:
    (1) tokens是具有type,value属性的对象组成的数组
    (2) token是词法分析的最小单元,不能再分解
  • keyword关键字
  • identfier标识符
  • punctuator标点符号
  • Numeric:数字

语法分析

  • ( <font color=red>语法分析</font> ) 会将词法分析得出的token转化成 ( <font color=red>有语法含义</font> ) 的 ( <font color=red>抽象语法树</font> ) 结构
  • 同时 ( <font color=red>验证语法</font> ),有语法错误则抛出语法错误
  • 属性

    • 最外层包含:

      • ( <font color=red>type</font> )
      • ( <font color=red>sourceType</font> )
      • ( start )
      • ( end ) 等
      • ( <font color=red>body</font> )

        • body:是一个 ( 数组 ) ,包含多个 ( <font color=red>内容块对象 statement </font> ),每个内容块包含

          • type
          • start
          • end
          • kind
          • <font color=red>declarations</font>:乘装变量内容的块,这个块也是一个数组,因为变量声明可能声明多个

            • type
            • start
            • end
            • <font color=red>id</font>

              • type
              • start
              • end
              • <font color=red>name</font>
  • ( statement - body数组中的对象 ) 有很多类型,比如说变量声明,函数定义,if语句,while循环,等都是一个statement

    • VariableDeclaration:变量声明
    • FunctionDeclaration:函数定义
    • IfStatement:if语句
    • WhileStatement:while循环
    源码:
    var a = 1;
    
    
    AST
    {
    "type": "Program",
    "start": 0,
    "end": 12,
    "body": [ // ---------------------------------------------- body表示代码具体的内容
      { // ---------------------------------------------------- statement内容块对象,一个body可能包含多个statement
        "type": "VariableDeclaration", // --------------------- 变量声明
        "start": 0,
        "end": 10,
        "declarations": [
          { 
            "type": "VariableDeclarator", // ------------------ 变量声明
            "start": 4,
            "end": 9,
            "id": {
              "type": "Identifier", // ------------------------- 标识符
              "start": 4,
              "end": 5,
              "name": "a"
            },
            "init": {
              "type": "Literal",
              "start": 8,
              "end": 9,
              "value": 1,
              "raw": "1"
            }
          }
        ],
        "kind": "var" // --------------------------------------- 变量类型
      }
    ],
    "sourceType": "module"
    }
    
    
    说明:
  • body:表示代码的具体内容

    • 内容块:body中可能包含多个内容块,每个内容块用一个对象表示
    • 内容块包含:

      • type
      • start
      • end
      • kind
      • declarations:乘装变量内容的块,这个块也是一个数组,因为变量声明可能生命多个

        • type
        • start
        • end
        • id

          • type
          • start
          • end
          • name
  • sourceType:表示语言的种类

    (2) body是一个数组,成员是statement内容块对象,因为body可以包含多个statement内容块

  • statement 有很多类型,比如说变量声明,函数定义,if语句,while循环,等都是一个statement

    • VariableDeclaration:变量声明
    • FunctionDeclaration:函数定义
    • IfStatement:if语句
    • WhileStatement:while循环

Babel原理

  • babel编译的过程:<font color=red>解析parse -> 转换transform -> 生成generate</font>
  • 解析 parse

    • <font color=red>@babel/parser</font>:将字符串转换成AST,Babylon( 现在是@babel/parser ) 是 Babel 中使用的 JavaScript 解析器
    • 解析过程分为两个阶段

      • 语法分析:字符流 -> token流
      • 词法分析:token流 -> AST
    • @babel/parser
  • 转换 transform

    • <font color=red>@babel/traverse</font>:主要用于遍历AST

      • Babel接收解析得到的AST并通过 ( babel-traverse ) 对其进行 ( 深度优先遍历 )
      • 在此遍历过程中对节点进行 ( 添加 )、( 更新 ) 及 ( 移除 ) 操作
      • traverse:是遍历的意思
    • <font color=red>@babel/types</font>:主要用来操作AST,比如 ( 添加 )、( 更新 ) 及 ( 移除 ) 操作

      • 除了手动替换,可以使用@babel/types更加房便快捷
      • 相当于作用于 AST 的类 lodash 库
    • @babel/traverse
    • @babel/types
  • 生成 generate

    • <font color=red>@babel/generator</font>:来将转换后的抽象语法树转化为Javascript 字符串

      • 将经过转换的AST通过babel-generator再转换为js代码
      • 过程及时深度遍历整个AST,然后构建转换后的代码字符串。
    • @babel/generator

@babel/parser

babelParser.parse(code, [options]) ------------------------------------ 解析所有代码
babelParser.parseExpression(code, [options]) -------------------------- 解析单个表达式

参数:
- code:表示源码字符串
- options:配置对象,可选
    - allowImportExportEverywhere:默认import和export声明只能出现在顶部,当此选项为true则可以出现在任何地方
    - ...

@babel/traverse

  • 因为 ( @babel/parser解析 ) 和 ( @babel/generator生成 ) 基本不会变化,所以重点是 ( @babel/traverse转换 )

    import * as babylon from "babylon";
    import traverse from "babel-traverse";
    
    // 源码string
    const code = `function square(n) {
    return n * n;
    }`;
    
    // 解析 parse:string -> ast
    const ast = babylon.parse(code);
    
    // 转换 transform:ast -> modified ast
    traverse(ast, {
    enter(path) {
      if (
        path.node.type === "Identifier" &&
        path.node.name === "n"
      ) {
        path.node.name = "x"; // ---------------- 如果是标识符并且标识符的名字是n,就把n改为x
      }
    }

@babel/generator

import {parse} from '@babel/parser';
import generate from '@babel/generator';

const code = 'class Example {}';
const ast = parse(code);

const output = generate(ast, { /* options */ }, code);

babel转化代码案例

  • 需求:将小写变量转换成大写

    // 输入
    const numberFive = 5;
    
    // 输出
    const NUMBERFIVE = 5;
  • 实现过程

    安装 
    
    @babel/core ----------------------- babel核心模块
    @babel/parser --------------------- 字符流 -> token流 -> AST
    @babel/traverse ------------------- AST -> modified AST
    @babel/generator ------------------ modified AST -> 字符流
    
    npm install @babel/core @babel/parser @babel/traverse @babel/generator -S
代码

const parser = require('@babel/parser');
const traverse = require('@babel/traverse').default;
const generator = require('@babel/generator').default;

// 源码字符串
const code = `
  const nubmerFive = 5
`;

// 解析
let AST = parser.parse(code)

// 转换
traverse(AST, {
  enter(path) {
    console.log(path.node.type, 'path.node.type')
    if (path.node.type === 'Identifier') { // 如果node类型是标识符,就将name转成大写形式
      path.node.name = path.node.name.toUpperCase()
    }
  }
})

// 生成
const outputObj = generator(AST)
const outputStr = outputObj.code;

console.log(outputStr, 'outputStr')

资料

AST babel-AST相关工具 https://juejin.im/post/684490...
AST 从babel讲到AST https://juejin.im/post/684490...
AST 99%的人不了解的AST https://segmentfault.com/a/11...
AST 抽象语法树-图形 https://juejin.im/post/684490...
AST 具体细节:https://segmentfault.com/a/11...
AST https://cheogo.github.io/lear...
AST详细 https://www.codercto.com/a/88...

babel转换 https://juejin.im/post/684490...
babel转换案例 https://cloud.tencent.com/dev...
babel插件介绍 https://zhuanlan.zhihu.com/p/...


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