前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

GeekQiaQia發表於2019-11-12
前端JavaScriptBabel字串AST語法分析

什麼是Babel

  • 什麼是Babel?

    • Babel 是我們知道的將 ES6、ES7等程式碼轉譯為 ES5 程式碼且能安全穩定執行最好的工具
    • 同時它允許開發者開發外掛， 能夠在編譯時期轉換 JavaScript 的結構。

    Babel概述：

  • 我們需要知道3個Babel處理流程中的重要工具；

    • 解析
      • Babylon是一個解析器，它可以將javascript字串，轉化為更加友好的表現形式，稱之為抽象語法樹；
      • 在解析過程中有兩個階段：詞法分析和語法分析，
        • 詞法分析階段：字串形式的程式碼轉換為令牌（tokens）流,令牌類似於AST中的節點；
        • 語法分析階段：把一個令牌流轉化為AST的形式，同時這個階段會把令牌中的資訊轉化為AST的表述結構
    • 轉換
      • babel-traverse 模組允許你瀏覽、分析和修改抽象語法樹（AST Abstract Syntax Tree）
        • Babel接收解析得到的AST並通過babel-traverse對其進行深度優先遍歷，在此過程中對節點進行新增、更新及移除操作。
    • 生成
      • babel-generator 模組用來將轉換後的抽象語法樹（AST Abstract Syntax Tree）轉化為Javascript 字串
        • 將經過轉換的AST通過babel-generator再轉換為js程式碼，過程及時深度遍歷整個AST,然後構建轉換後的程式碼字串。

Babel 中重要的物件Vistor

babel在處理一個節點時，是以訪問者的形式獲取節點的資訊，並進行相關的操作，這種操作是通過visitor物件實現的。
複製程式碼

在visitor中定義了處理不同節點的函式。

    visitor: {
        Program: {
            enter(path, state) {
                console.log('start processing this module...');
            },
            exit(path, state) {
                console.log('end processing this module!');
            }
        },
        ImportDeclaration:{
            enter(path, state) {
                console.log('start processing ImportDeclaration...');
                // do something
            },
            exit(path, state) {
                console.log('end processing ImportDeclaration!');
                // do something
            }
        }
    }
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什麼是AST

  • 什麼是AST?

    • AST (Abstract Syntax Tree)是抽象語法樹英文的縮寫，AST語法樹每一層都擁有相同的結構，這樣的每一層結構也被叫做節點（Node）。
    • AST 是原始碼的抽象語法結構樹狀表現形式，Webpack、ESLint、JSX、TypeScript 的編譯和模組化規則之間的轉化都是通過 AST 來實現對程式碼的檢查、分析以及編譯等操作。
    • 一個 AST 可以由單一的節點或是成百上千個節點構成。 它們組合在一起可以描述用於靜態分析的程式語法。

  • Javascript 語法的AST（抽象語法樹）

    • javascript 語句要想知道抽象語法樹之後的程式碼是什麼，裡面的欄位都代表什麼含義以及遍歷的規則，可以通過javascript語法轉換AST工具來實現javascript語法的線上轉換； 例如：

前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

  • esprima、estraverse 和 escodegen 模組是操作 AST 的三個重要模組，也是實現 babel 的核心依賴。

  • 例如：語法轉換外掛需要藉助 babel-core 和 babel-types 兩個模組,就是依賴 esprima、estraverse 和 escodegen

  • 轉換的抽象語法樹：

    每一個含有type屬性的物件，我們稱之為節點，修改是指獲取對應的型別並修改改節點的屬性即可；

       {
  "type": "Program",
  "body": [
      {
          "type": "VariableDeclaration",
          "declarations": [
              {
                  "type": "VariableDeclarator",
                  "id": {
                      "type": "Identifier",
                      "name": "answer"
                  },
                  "init": {
                      "type": "BinaryExpression",
                      "operator": "*",
                      "left": {
                          "type": "Literal",
                          "value": 6,
                          "raw": "6"
                      },
                      "right": {
                          "type": "Literal",
                          "value": 7,
                          "raw": "7"
                      }
                  }
              }
          ],
          "kind": "var"
      }
  ],
  "sourceType": "script"
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}

  • estraverse 遍歷和修改AST

    • 檢視遍歷過程：

      前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

        const esprima = require("esprima");
  const estraverse = require("estraverse");
  
  let code = "var answer=6 * 7";
  
  // 遍歷語法樹
  estraverse.traverse(esprima.parseScript(code), {
      enter(node) {
          console.log("enter", node.type);
      },
      leave(node) {
          console.log("leave", node.type);
      }
  });
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    • 列印結果如下：

前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

  • 以上程式碼通過estraverse模組的traverse方法，將esprima模組裝換的AST進行了遍歷。

  • 通過列印type屬性，可以知道深度遍歷AST就是遍歷每一層的type屬性，所以遍歷會分為兩個階段，進入階段和離開階段，在traverse方法中分別用引數enter和leave兩個函式監聽；

  • escodegen 將 AST 轉換成 JS

前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

const esprima = require("esprima");
const estraverse = require("estraverse");
const escodegen= require("escodegen");

let code = "var answer=6 * 7";

let tree=esprima.parseScript(code); // 生成語法樹
// 遍歷語法樹
estraverse.traverse(tree, {
    enter(node) {
        console.log("enter", node.type);
        // 修改變數名
        if(node.type==='VariableDeclarator'){
                node.id.name='result';
        }
    },
    leave(node) {
        console.log("leave", node.type);
    }
});

// 編譯修改後的語法樹；
let compileTreeJS=escodegen.generate(tree);
console.log(compileTreeJS);
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  • 列印結果如下 ：
  • var result=6*7
    前端Javascript: Babel 怎麼把字串解析成 AST，是怎麼進行詞法/語法分析的？

通過工具瞭解抽象語法樹在 JavaScript 中的體現以及在 NodeJS 中用於生成、遍歷和修改 AST 抽象語法樹的核心依賴；讓我們有了更加深刻地認識；

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