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概要
本文将通过以下几个方面对AST进行学习
- 为什么要了解AST，简要说明AST在开发中的重要性
- 什么是AST，对AST有一个直观的认识
- AST是如何生成的，分析将代码解析成AST的原理
- AST的具体应用，通过解读babel原理、vue模板编译过程，Prettier实现原理，来分析AST在开发中的具体使用。
- AST还能做什么，结合工作，思考AST能为我们做些什么
为什么要学习AST
AST（抽象语法树）在开发过程中扮演一个非常重要的角色，但是我们却很少去直接接触它。
无论是代码编译（babel），打包（webpack），代码压缩，css预处理，代码校验（eslint），代码美化（pretiier），Vue中对template的编译，这些的实现都离不开AST。
了解学习AST，能够帮助我们更好的对上面说的这些工具原理进行理解，同时，我们可以利用它去开发一些工具，来优化我们的开发流程，提高开发效率。
什么是AST
AST是对源代码的抽象语法结构的树状表现形式。
在不同的场景下，会有不同的解析器将源码解析成抽象语法树。
下面直观的看一下AST是什么样的
代码
let answer = 2 * 3;复制代码
对应的AST语法树
{ "type": "Program", "body": [ { "type": "VariableDeclaration", "declarations": [ { "type": "VariableDeclarator", "id": { "type": "Identifier", "name": "answer" }, "init": { "type": "BinaryExpression", "operator": "*", "left": { "type": "Literal", "value": 2, "raw": "2" }, "right": { "type": "Literal", "value": 3, "raw": "3" } } } ], "kind": "let" } ], "sourceType": "script"}复制代码 那么AST是如何生成的呢？
AST是如何生成的
AST是通过JS Parser （解析器），将js源码转化为抽象语法树，主要分为两步
1. 分词
将整个的代码字符串，分割成语法单元数组（token）。 JS中的语法单元（token）指标识符（function，return），运算符，括号，数字，字符串等能解析的最小单元。主要有以下几种：
-
标识符
没有被引号括起来的连续字符，可以包含字母、数字、_、$，其中数字不能作为开头。 标识符可能是var，return，function等关键字，也可能是true，false这样的内置常量，或是一个变量。具体是哪种语义，分词阶段不区分，只要正确拆分即可。 -
数字 十六进制，十进制，八进制以及科学表达式等都是最小单元
-
运算符： +、-、 *、/ 等
-
字符串 对计算机而言，字符串只会参与计算和展示，具体里面细分没必要分析
-
注释 不管是行注释还是块注释，对于计算机来说并不关心其内容，所以可以作为不可再拆分的最小单元
-
空格 连续的空格，换行，缩进等，只要不在字符串中都没有实际的逻辑意义，所以连续的空格可以作为一个语法单元。
-
其他，大括号，中括号，小括号，冒号 等等。
依然拿上面的代码作为例子，分词后生成的语法单元数组如下
[ { "type": "Keyword", "value": "var", "range": [ 0, 3 ] }, { "type": "Identifier", "value": "answer", "range": [ 4, 10 ] }, { "type": "Punctuator", "value": "=", "range": [ 11, 12 ] }, { "type": "Numeric", "value": "2", "range": [ 13, 14 ] }, { "type": "Punctuator", "value": "*", "range": [ 15, 16 ] }, { "type": "Numeric", "value": "3", "range": [ 17, 18 ] }, { "type": "Punctuator", "value": ";", "range": [ 18, 19 ] }]复制代码 2. 语义分析
语义分析的目的是将分词得到的语法单元进行一个整体的组合，分析确定语法单元之间的关系。
简单来说，语义分析可以理解成对语句（statement）和表达式（expression）的识别。
- 语句，一个具备边界的代码区域。相邻的两个语句之间从语法上讲互不影响。比如：
var a = 1; if(xxx){xxx} - 表达式，指最终会有一个结果的一小段代码，它可以嵌入到另一个表达式中，且包含在表达式中。比如：
a++，i > 0 && i< 6
语义分析是一个递归的过程，它会将分词分析出来的数组转化成树形的表达形式。同时，会验证语法，语法如果存在错误的话，会抛出语法错误。
AST的具体应用
文章一开始就说到了，babel，webpack，css预处理，eslint等都应用到了AST树，那么AST到底做了一个什么样的角色呢！？ 下面我们就来看一下。
首先看一下babel工作原理的实现。
babel实现原理
babel是一个javascript编译器，用来将es6语法编译成es5
babel的工作可以分为3个阶段：
第1步 解析（Parse）
通过解析器babylon将代码解析成抽象语法树第2步 转换（TransForm）
通过babel-traverse plugin对抽象语法树进行深度优先遍历，遇到需要转换的，就直接在AST对象上对节点进行添加、更新及移除操作，比如遇到箭头函数，就转换成普通函数，最后得到新的AST树。第3步 生成（Generate）
通过babel-generator将AST树生成es5代码vue模板编译过程
Vue 提供了 2 个版本，一个是 Runtime + Compiler ，另一个是 Runtime only 的，前者是包含编译代码的，会把编译的过程放在运行时做，后者是不包含编译代码的，需要借助 webpack 的vue-loader把模板编译render函数。不管使用哪个版本，都有一个环节，就是将模板编译成render函数。
下面我们分析下vue模板的编译过程，这也是vue源码实现中非常重要的一个模块。 vue模板的编译过程分为3个阶段
第1步 解析（Parse）
const ast = parse(template.trim(), options)复制代码
将模板字符串解析生成 AST,这里的解析器是vue自己实现的，解析过程中会使用正则表达式对模板顺序解析，当解析到开始标签、闭合标签、文本的时候都会有相对应的回调函数执行，来达到构造 AST 树的目的。
生成的AST 元素节点总共有 3 种类型，1 为普通元素， 2 为表达式，3为纯文本。下面看一个例子
- { {item}}:{ {index}}
上面模板解析生成的AST树如下：
ast = { 'type': 1, 'tag': 'ul', 'attrsList': [], 'attrsMap': { ':class': 'bindCls', 'class': 'list', 'v-if': 'isShow' }, 'if': 'isShow', 'ifConditions': [{ 'exp': 'isShow', 'block': // ul ast element }], 'parent': undefined, 'plain': false, 'staticClass': 'list', 'classBinding': 'bindCls', 'children': [{ 'type': 1, 'tag': 'li', 'attrsList': [{ 'name': '@click', 'value': 'clickItem(index)' }], 'attrsMap': { '@click': 'clickItem(index)', 'v-for': '(item,index) in data' }, 'parent': // ul ast element 'plain': false, 'events': { 'click': { 'value': 'clickItem(index)' } }, 'hasBindings': true, 'for': 'data', 'alias': 'item', 'iterator1': 'index', 'children': [ 'type': 2, 'expression': '_s(item)+":"+_s(index)' 'text': '{ {item}}:{ {index}}', 'tokens': [ {'@binding':'item'}, ':', {'@binding':'index'} ] ] }]}复制代码 第2步 优化语法树（Optimize）
optimize(ast, options)复制代码
vue模板中并不是所有数据都是响应式的，有很多数据是首次渲染后就永远不会变化的，那么这部分数据生成的 DOM 也不会变化，我们可以在patch的过程跳过对他们的比对。
此阶段会深度遍历生成的 AST树，检测它的每一颗子树是不是静态节点，如果是静态节点则它们生成 DOM 永远不需要改变，这对运行时对模板的更新起到极大的优化作用。遍历过程中，会对整个 AST 树中的每一个 AST 元素节点标记static和staticRoot（递归该节点的所有children，一旦子节点有不是static的情况，则为false，否则为true）。
经过该阶段，上面例子中的ast会变成
ast = { 'type': 1, 'tag': 'ul', 'attrsList': [], 'attrsMap': { ':class': 'bindCls', 'class': 'list', 'v-if': 'isShow' }, 'if': 'isShow', 'ifConditions': [{ 'exp': 'isShow', 'block': // ul ast element }], 'parent': undefined, 'plain': false, 'staticClass': 'list', 'classBinding': 'bindCls', 'static': false, 'staticRoot': false, 'children': [{ 'type': 1, 'tag': 'li', 'attrsList': [{ 'name': '@click', 'value': 'clickItem(index)' }], 'attrsMap': { '@click': 'clickItem(index)', 'v-for': '(item,index) in data' }, 'parent': // ul ast element 'plain': false, 'events': { 'click': { 'value': 'clickItem(index)' } }, 'hasBindings': true, 'for': 'data', 'alias': 'item', 'iterator1': 'index', 'static': false, 'staticRoot': false, 'children': [ 'type': 2, 'expression': '_s(item)+":"+_s(index)' 'text': '{ {item}}:{ {index}}', 'tokens': [ {'@binding':'item'}, ':', {'@binding':'index'} ], 'static': false ] }]}复制代码 第3步 生成代码
const code = generate(ast, options)复制代码
通过generate方法，将ast生成render函数
with(this){ return (isShow) ? _c('ul', { staticClass: "list", class: bindCls }, _l((data), function(item, index) { return _c('li', { on: { "click": function($event) { clickItem(index) } } }, [_v(_s(item) + ":" + _s(index))]) }) ) : _e()}复制代码 Prettier实现原理
通过上面对babel实现原理和vue模板的编译原理可以看出，他们的实现有很多相同之处，都是先将源码解析成AST树，然后对AST树就行处理，最后生成想要的东西。
Prettier的实现同样是这样，首先依然是将代码解析生成AST树，然后是对AST遍历，调整长句，整理空格，括号等，最后输出代码，这里就不赘述了。
小结
我们分析了Babel原理、vue模板编译过程、Prettier原理，这里我们简单总结一下。
如果把源码比作一个机器，那么分词过程就是将这台机器拆分成一个个零件，语义分析过程就是分析每个零件的位置以及作用，然后根据需要对零件进行加工处理，最后再组装成一个新的机器。AST还能做什么
那么工作中我们能使用AST做些什么呢？！
这里就要发挥想象了，看看我们日常工作中有什么需求是可以通过AST开发个工具来解决。
比如，可以通过AST可以将代码自动转成流程图； 或者根据自定义的注释规范，通过工具自动生成文档； 或是通过工具自动生成骨架屏文件。转载地址：http://grqni.baihongyu.com/