# Babel 的 AST
babel 编译的第一步是把源码 parse 成抽象语法树 AST (Abstract Syntax Tree),后续对这个 AST 进行转换。(之所以叫抽象语法树是因为省略掉了源码中的分隔符、注释等内容)
AST 也是有标准的,JS parser 的 AST 大多是 estree 标准 (opens new window),从 SpiderMonkey 的 AST 标准扩展而来。babel 的整个编译流程都是围绕 AST 来的,这一节我们来学一下 AST。
熟悉了 AST,也就是知道转译器和 JS 引擎是怎么理解代码的,对深入掌握 Javascript 也有很大的好处。
# 常见的 AST 节点
AST 是对源码的抽象,字面量、标识符、表达式、语句、模块语法、class 语法都有各自的 AST。我们分别来了解一下:
# Literal
Literal 是字面量的意思,比如 let name = 'guang'中,'guang'就是一个字符串字面量 StringLiteral,相应的还有数字字面量 NumericLiteral,布尔字面量 BooleanLiteral,字符串字面量 StringLiteral,正则表达式字面量 RegExpLiteral 等。

代码中的字面量很多,babel 就是通过 xxLiteral 来抽象这部分内容的。
# Identifier
Identifer 是标识符的意思,变量名、属性名、参数名等各种声明和引用的名字,都是Identifer。我们知道,JS 中的标识符只能包含字母或数字或下划线(“_”)或美元符号(“$”),且不能以数字开头。这是 Identifier 的词法特点。
来尝试分析一下,下面这一段代码里面有多少 Identifier 呢?
const name = 'guang';
function say(name) {
console.log(name);
}
const obj = {
name: 'guang'
}
答案是这些

# Statement
statement 是语句,它是可以独立执行的单位,比如 break、continue、debugger、return 或者 if 语句、while 语句、for 语句,还有声明语句,表达式语句等。我们写的每一条可以独立执行的代码都是语句。
语句末尾一般会加一个分号分隔,或者用换行分隔。
下面这些我们经常写的代码,每一行都是一个 Statement:
break;
continue;
return;
debugger;
throw Error();
{}
try {} catch(e) {} finally{}
for (let key in obj) {}
for (let i = 0;i < 10;i ++) {}
while (true) {}
do {} while (true)
switch (v){case 1: break;default:;}
label: console.log();
with (a){}
它们对应的 AST 节点如下图所示:

语句是代码执行的最小单位,可以说,代码是由语句(Statement)构成的。
# Declaration
声明语句是一种特殊的语句,它执行的逻辑是在作用域内声明一个变量、函数、class、import、export 等。
比如下面这些声明语句:
const a = 1;
function b(){}
class C {}
import d from 'e';
export default e = 1;
export {e};
export * from 'e';
它们对应的 AST 节点如下图:

声明语句用于定义变量,变量声明也是代码中一个基础的部分。
# Expression
expression 是表达式,特点是执行完以后有返回值,这是和语句 (statement) 的区别。
下面是一些常见的表达式
[1,2,3]
a = 1
1 + 2;
-1;
function(){};
() => {};
class{};
a;
this;
super;
a::b;
它们对应的AST如图:

细心的同学可能会问 identifier 和 super 怎么也是表达式呢?
其实有的节点可能会是多种类型,identifier、super 有返回值,符合表达式的特点,所以也是 expression。
我们判断 AST 节点是不是某种类型要看它是不是符合该种类型的特点,比如语句的特点是能够单独执行,表达式的特点是有返回值。
有的表达式可以单独执行,符合语句的特点,所以也是语句,比如赋值表达式、数组表达式等,但有的表达式不能单独执行,需要和其他类型的节点组合在一起构成语句。比如匿名函数表达式和匿名 class 表达式单独执行会报错
function(){};
class{}
需要和其他部分一起构成一条语句,比如组成赋值语句
a = function() {}
b = class{}
表达式语句解析成 AST 的时候会包裹一层 ExpressionStatement 节点,代表这个表达式是被当成语句执行的。

小结:表达式的特点是有返回值,有的表达式可以独立作为语句执行,会包裹一层 ExpressionStatement。
# Class
class 的语法也有专门的 AST 节点来表示。
整个 class 的内容是 ClassBody,属性是 ClassProperty,方法是ClassMethod(通过 kind 属性来区分是 constructor 还是 method)。
比如下面的代码
class Guang extends Person{
name = 'guang';
constructor() {}
eat() {}
}
对应的AST是这样的

class 是 es next 的语法,babel 中有专门的 AST 来表示它的内容。
# Modules
es module 是语法级别的模块规范,所以也有专门的 AST 节点。
# import
import 有 3 种语法:
named import:
import {c, d} from 'c';
default import:
import a from 'a';
namespaced import:
import * as b from 'b';
这 3 种语法都对应 ImportDeclaration 节点,但是 specifiers 属性不同,分别对应 ImportSpicifier、ImportDefaultSpecifier、ImportNamespaceSpcifier。

图中黄框标出的是 specifier 部分。可以直观的看出整体结构相同,只是specifier 部分不同,所以 import 语法的 AST 的结构是ImportDeclaration 包含着各种 import specifier。
# export
export 也有3种语法:
named export:
export { b, d};
default export:
export default a;
all export:
export * from 'c';
分别对应 ExportNamedDeclaration、ExportDefaultDeclaration、ExportAllDeclaration 的节点
比如这三种 export
export { b, d};
export default a;
export * from 'c';
对应的 AST 节点为

# Program & Directive
program 是代表整个程序的节点,它有 body 属性代表程序体,存放 statement 数组,就是具体执行的语句的集合。还有 directives 属性,存放Directive 节点,比如"use strict" 这种指令会使用 Directive 节点表示。

Program 是包裹具体执行语句的节点,而 Directive 则是代码中的指令部分。
# File & Comment
babel 的 AST 最外层节点是 File,它有 program、comments、tokens 等属性,分别存放 Program 程序体、注释、token 等,是最外层节点。
注释分为块注释和行内注释,对应 CommentBlock 和 CommentLine 节点。

上面 6 种就是常见的一些 AST 节点类型,babel 就是通过这些节点来抽象源码中不同的部分。
# AST 可视化查看工具
当然,我们并不需要记什么内容对应什么 AST 节点,可以通过 axtexplorer.net (opens new window) 这个网站来直观的查看。

这个网站可以查看代码 parse 以后的结果,但是如果想查看全部的 AST 可以在babel parser 仓库里的 AST 文档 (opens new window)里查,或者直接去看 @babel/types 的 typescript 类型定义 (opens new window)。
# AST 的公共属性
每种 AST 都有自己的属性,但是它们也有一些公共属性:
type: AST 节点的类型start、end、loc:start 和 end 代表该节点对应的源码字符串的开始和结束下标,不区分行列。而 loc 属性是一个对象,有 line 和 column 属性分别记录开始和结束行列号。leadingComments、innerComments、trailingComments: 表示开始的注释、中间的注释、结尾的注释,因为每个 AST 节点中都可能存在注释,而且可能在开始、中间、结束这三种位置,通过这三个属性来记录和 Comment 的关联。extra:记录一些额外的信息,用于处理一些特殊情况。比如 StringLiteral 修改 value 只是值的修改,而修改 extra.raw 则可以连同单双引号一起修改。