背景
Babel 的实现原理将 ES6 代码解析为抽象语法树，然后对抽象语法树进行一系列的转换操作，最后再将转换后的抽象语法树生成为 ES5 代码。这个转换过程中，Babel 会根据需要添加、修改、删除、替换抽象语法树中的节点，来达到将 ES6 代码转换为 ES5 代码的目的。
其次在实际工作中，像 Babel 这样的工具除了可以将 ES6 代码转换为 ES5 代码。我们工作常用的Uni-app 也是通过编译器和 ATS 技术，实现了一份代码在多个小程序平台上运行，提高了开发效率和代码复用性。因此，掌握 ATS 技术对于前端开发人员来说，是非常重要的一项技能。
转换过程
解析（Parsing）阶段：Babel 会将待转换的 ES6 代码解析成 AST（抽象语法树），这个阶段的主要任务是将代码字符串转换为可以操作的 AST 对象，同时会进行词法分析和语法分析。
转换（Transformation）阶段：在转换阶段中，Babel 会对 AST 进行遍历，对 AST 节点进行增、删、改、查等操作，将 ES6 语法转换为 ES5 语法。这个阶段可以根据不同的插件配置，进行自定义的转换操作。
生成（Code Generation）阶段：在生成阶段中，Babel 会根据转换后的 AST 对象，生成对应的 ES5 代码。这个阶段的主要任务是将 AST 对象转换为 ES5 代码字符串。
实例
const parser = require('@babel/parser');
const traverse = require('@babel/traverse').default;
const generate = require('@babel/generator').default;
const code = 'const message = "Hello, world!";';
// 解析代码字符串，生成 AST
const ast = parser.parse(code, {
sourceType: 'module',
});
// 遍历 AST，对节点进行转换操作
traverse(ast, {
enter(path) {
if (path.node.type === 'VariableDeclaration') {
// 将 const 转换为 var
if (path.node.kind === 'const') {
path.node.kind = 'var';
}
}
},
});
// 生成转换后的代码字符串
const output = generate(ast, {}, code);
console.log(output.code);
ATS结构
const message = "Hello, world!
转化为ats 语法树：
{
type: 'Program',
start: 0,
end: 28,
loc: {
start: { line: 1, column: 0 },
end: { line: 1, column: 28 }
},
sourceType: 'module',
body: [
{
type: 'VariableDeclaration',
start: 0,
end: 28,
loc: {
start: { line: 1, column: 0 },
end: { line: 1, column: 28 }
},
declarations: [
{
type: 'VariableDeclarator',
start: 6,
end: 28,
loc: {
start: { line: 1, column: 6 },
end: { line: 1, column: 28 }
},
id: {
type: 'Identifier',
start: 6,
end: 13,
loc: {
start: { line: 1, column: 6 },
end: { line: 1, column: 13 },
identifierName: 'message'
},
name: 'message'
},
init: {
type: 'StringLiteral',
start: 16,
end: 28,
loc: {
start: { line: 1, column: 16 },
end: { line: 1, column: 28 }
},
value: 'Hello, world!'
}
}
],
kind: 'const'
}
]
}
这些属性是什么意思呢：
- type: 节点的类型，是一个字符串。例如 VariableDeclaration、FunctionDeclaration、Identifier 等。
-
- Program 相关节点
-
-
- Program: 代表整个 JavaScript 程序，包含一个或多个语句。
-
-
- 表达式节点
-
-
- ThisExpression: 代表 this 关键字。
- ArrayExpression: 代表数组字面量。
- ObjectExpression: 代表对象字面量。
- FunctionExpression: 代表函数表达式。
- UnaryExpression: 代表一元运算表达式，例如 typeof、void、delete 等。
- BinaryExpression: 代表二元运算表达式，例如 + 、-、 ***** 、 / 、 % 等。
- AssignmentExpression: 代表赋值表达式，例如 =、 +=、-=、 *=、 /= 等。
- LogicalExpression: 代表逻辑运算表达式，例如 && 、 || 、 ! 等。
- ConditionalExpression: 代表条件运算表达式，例如 condition ? expr1 : expr2。
- CallExpression: 代表函数调用表达式，例如 console.log('hello') 。
- NewExpression: 代表构造函数调用表达式，例如 new Date() 。
- MemberExpression: 代表成员访问表达式，例如 obj.prop、obj['prop'] 。
- Identifier: 代表标识符，例如变量名、函数名等。
- Literal: 代表字面量，例如字符串、数字、布尔值等。
-
-
- 语句节点
-
-
- BlockStatement: 代表块级语句。
- ExpressionStatement: 代表表达式语句，例如函数调用表达式、赋值表达式等。
- IfStatement: 代表 if 语句。
- SwitchStatement: 代表 switch 语句。
- WhileStatement: 代表 while 循环语句。
- DoWhileStatement: 代表 do-while 循环语句。
- ForStatement: 代表 for 循环语句。
- ForInStatement: 代表 for-in 循环语句。
- ForOfStatement: 代表 for-of 循环语句。
- ContinueStatement: 代表 continue 语句。
- BreakStatement: 代表 break 语句。
- ReturnStatement: 代表 return 语句。
- ThrowStatement: 代表 throw 语句。
- TryStatement: 代表 try-catch-finally 语句。
- DebuggerStatement: 代表 debugger 语句。
-
-
- 声明节点
-
-
- FunctionDeclaration: 代表函数声明语句。
- VariableDeclaration: 代表变量声明语句，包括 const、let 和 var。
- ClassDeclaration: 代表类声明语句。
-
-
- 其他节点
- start 和 end: 表示节点在源代码中的起始位置和结束位置。这两个属性都是整数值。
- loc: 表示节点在源代码中的起始位置和结束位置的位置信息对象。位置信息包括行号和列号，可以通过 loc.start.line、loc.start.column、loc.end.line 和 loc.end.column 属性来获取。
- range: 表示节点在源代码中的起始位置和结束位置的范围。这个属性是一个二元数组，第一个元素表示起始位置，第二个元素表示结束位置。
- leadingComments 和 trailingComments: 表示节点前后的注释，这两个属性都是数组，数组中的每个元素都是一个对象，表示一个注释节点。每个注释节点包含以下属性：
-
- type: 表示节点类型，固定为 "CommentBlock" 或 "CommentLine" 。
- value: 表示注释的内容，是一个字符串。
- start 和 end: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置。
- loc: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置的位置信息对象。
- range: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置的范围。
- innerComments: 表示节点内部的注释，这个属性是一个数组，数组中的每个元素都是一个对象，表示一个注释节点。每个注释节点包含以下属性：
-
- type: 表示节点类型，固定为 "CommentBlock" 或 "CommentLine" 。
- value: 表示注释的内容，是一个字符串。
- start 和 end: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置。
- loc: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置的位置信息对象。
- range: 表示注释在源代码中的起始位置和结束位置的范围。
实现一个简单的 parser （ATS转换器）
// 定义 AST 节点类型常量
const types = {
Program: "Program",
BlockStatement: "BlockStatement",
VariableDeclaration: "VariableDeclaration",
VariableDeclarator: "VariableDeclarator",
Identifier: "Identifier",
NumericLiteral: "NumericLiteral",
StringLiteral: "StringLiteral",
};
// 将代码字符串解析为 AST 对象的入口函数
function parse(code) {
const tokens = tokenize(code); // 将代码字符串转换为 token 数组
return parseProgram(tokens); // 将 token 数组解析为 Program 节点对象
}
// 将代码字符串转换为 token 数组
function tokenize(code) {
// 定义正则表达式，用于匹配标识符、数字、字符串
const identifierRegExp = /[a-zA-Z_$][0-9a-zA-Z_$]*/g;
const numericRegExp = /\d+/g;
const stringRegExp = /"([^"\]|\.)*"|'([^'\]|\.)*'/g;
const tokens = [];
// 逐个匹配 token，将 token 添加到数组中
let match;
while ((match = identifierRegExp.exec(code))) {
tokens.push({ type: "identifier", value: match[0], index: match.index });
}
while ((match = numericRegExp.exec(code))) {
tokens.push({ type: "numeric", value: match[0], index: match.index });
}
while ((match = stringRegExp.exec(code))) {
tokens.push({ type: "string", value: match[0], index: match.index });
}
return tokens; // 返回 token 数组
}
// 将 token 数组解析为 Program 节点对象
function parseProgram(tokens) {
const body = [];
while (tokens.length > 0) {
const token = tokens[0];
if (token.type === "identifier" && token.value === "const") {
body.push(parseVariableDeclaration(tokens)); // 解析变量声明语句
} else if (token.type === "identifier") {
throw new Error(`Unexpected identifier: ${token.value}`);
} else {
throw new Error(`Unexpected token: ${token.value}`);
}
}
return { type: types.Program, body }; // 返回 Program 节点对象
}
// 解析变量声明语句
function parseVariableDeclaration(tokens) {
tokens.shift(); // 跳过 const 关键字
const kind = "const";
const declarations = [];
while (tokens.length > 0) {
const token = tokens[0];
if (token.type === "identifier") {
const id = parseIdentifier(tokens); // 解析变量名
let init = null;
if (tokens[0].value === "=") {
tokens.shift(); // 跳过等号
init = parseExpression(tokens); // 解析变量初始值表达式
}
declarations.push({ type: types.VariableDeclarator, id, init }); // 添加变量声明
if (tokens[0].value !== ",") {
break;
}
tokens.shift(); // 跳过逗号
} else {
throw new Error(`Unexpected token: ${token.value}`);
}
}
return { type: types.VariableDeclaration, kind, declarations }; // 返回 VariableDeclaration 节点对象