抽象语法树在JavaScript中的应用
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抽象语法树是什么?在 JavaScript 中该如何应用?下面YJBYS小编为大家讲解!
在计算机科学中,抽象语法树(abstract syntax tree 或者缩写为 AST),或者语法树(syntax tree),是源代码的抽象语法结构的树状表现形式,这里特指编程语言的源代码。树上的每个节点都表示源代码中的一种结构。之所以说语法是“抽象”的,是因为这里的语法并不会表示出真实语法中出现的每个细节。1
果然比较抽象,不如先看几个例子:
抽象语法树举例
foo = 'hello world';
/*
+-------------+
| assign(=) |
+-------------+
X X
X X
+-------+ +-----------------+
| foo | | 'hello world' |
+-------+ +-----------------+
*/
if (foo === true) {
bar = 'hello world';
alert(bar);
}
/*
+------+
| if |
+------+
X X
X X
+--------------+ +-------------+
| equal(===) | | if_body |
+--------------+ +-------------+
X X X X
X X X X
+-------+ +--------+ +-------------+ +------------+
| foo | | true | | assign(=) | | alert() |
+-------+ +--------+ +-------------+ +------------+
X X X
X X X
+-------+ +-----------------+ +-------+
| bar | | 'hello world' | | bar |
+-------+ +-----------------+ +-------+
*/
从上述两个例子可以看出,抽象语法树是将源代码根据其语法结构,省略一些细节(比如:括号没有生成节点),抽象成树形表达。
抽象语法树在计算机科学中有很多应用,比如编译器、IDE、压缩优化代码等。下面介绍一下抽象语法树在 JavaScript 中的应用。
JavaScript 抽象语法树
构造 JavaScript 抽象语法树有多种工具,比如 v8、SpiderMonkey、UglifyJS 等,这里重点介绍 UglifyJS。
UglifyJS
UglifyJS 是使用最广的. JavaScript 压缩工具之一,而且自身也是用 JavaScript 写的,使用它的方法很简单(需要 nodejs 环境):
首先全局安装:
[sudo ]npm install -g uglify-js
然后就可以使用了:
uglifyjs -m -o
关于 UglifyJS 的用法这里就不多介绍了,我们要做的是一些更有趣的事情。
UglifyJS Tools
UglifyJS 提供了一些工具用于分析 JavaScript 代码,包括:
parser,把 JavaScript 代码解析成抽象语法树
code generator,通过抽象语法树生成代码
mangler,混淆 JavaScript 代码
scope analyzer,分析变量定义的工具
tree walker,遍历树节点
tree transformer,改变树节点
生成抽象语法树
使用 UglifyJS 生成抽象语法树很简单:
首先安装 UglifyJS 为 npm 包:
npm install uglify-js --save-dev
然后使用 parse 方法即可:
var UglifyJS = require('uglify-js');var ast = e('function sum(foo, bar){ return foo + bar; }');
这样生成的 ast 即为那一段代码的抽象语法树。那么我们怎么使用呢?
使用 mangler 压缩代码
使用 mangler 可以通过将局部变量都缩短成一个字符来压缩代码。
var UglifyJS = require('uglify-js');var ast = e('function sum(foo, bar){ return foo + bar; }');
re_out_scope();
le_names();
(t_to_string());// function sum(a,b){return a+b}
使用 walker 遍历抽象语法树
使用 walker 可以遍历抽象语法树,这种遍历是深度遍历。
var UglifyJS = require('uglify-js');var ast = e('function sum(foo, bar){ return foo + bar; }');
re_out_scope();
(new Walker(function(node) {
(t_to_string());
}));/*
function sum(foo,bar){return foo+bar}
function sum(foo,bar){return foo+bar}
sum
foo
bar
return foo+bar
foo+bar
foo
bar
*/
UglifyJS 已经提供了直接压缩代码的脚本,walker 看上去貌似也没啥用,那么这些工具有什么使用场景呢?
抽象语法树的应用
利用抽象语法树重构 JavaScript 代码
假如我们有重构 JavaScript 的需求,它们就派上用场啦。
下面考虑这样一个需求:
我们知道,parseInt 用于将字符串变成整数,但是它有第二个参数,表示以几进制识别字符串,若没有传第二个参数,则会自行判断,比如:
parseInt('10.23'); // 10 转换成正整数parseInt('10abc'); // 10 忽略其他字符parseInt('10', 10); // 10 转换成十进制parseInt('10', 2); // 2 转换成二进制parseInt('0123'); // 83 or 123 不同浏览器不一样,低版本浏览器会转换成八进制parseInt('0x11'); // 17 转换成十六进制
因为有一些情况是和我们预期不同的,所以建议任何时候都加上第二个参数。
下面希望有一个脚本,查看所有 parseInt 有没有第二个参数,没有的话加上第二个参数 10,表示以十进制识别字符串。
使用 UglifyJS 可以实现此功能:
#! /usr/bin/env nodevar U2 = require("uglify-js");function replace_parseint(code) {
var ast = e(code); // accumulate `parseInt()` nodes in this array
var parseint_nodes = [];
(new Walker(function(node){
if (node instanceof _Call
&& t_to_string() === 'parseInt'
&& th === 1) {
parseint_(node);
}
})); // now go through the nodes backwards and replace code
for (var i = parseint_th; --i >= 0;) { var node = parseint_nodes[i]; var start_pos = ; var end_pos = os;
(new _Number({
value: 10
})); var replacement = t_to_string({ beautify: true });
code = splice_string(code, start_pos, end_pos, replacement);
} return code;
}function splice_string(str, begin, end, replacement) {
return tr(0, begin) + replacement + tr(end);
}// test itfunction test() {
if (foo) { parseInt('12342');
} parseInt('0012', 3);
}
(replace_parseint(ring()));/*
function test() {
if (foo) {
parseInt("12342", 10);
}
parseInt('0012', 3);
}
*/
在这里,使用了 walker 找到 parseInt 调用的地方,然后检查是否有第二个参数,没有的话,记录下来,之后根据每个记录,用新的包含第二个参数的内容替换掉原内容,完成代码的重构。
也许有人会问,这种简单的情况,用正则匹配也可以方便的替换,干嘛要用抽象语法树呢?
答案就是,抽象语法树是通过分析语法实现的,有一些正则无法(或者很难)做到的优势,比如,parseInt() 整个是一个字符串,或者在注释中,此种情况会被正则误判:
var foo = 'parseInt("12345")';// parseInt("12345");
抽象语法树在美团中的应用
在美团前端团队,我们使用 YUI 作为前端底层框架,之前面临的一个实际问题是,模块之间的依赖关系容易出现疏漏。比如:
('mod1', function(Y) {
('#button1')late('click');
(array, fn);
1 = function() {/**/};
}, '', {
requires: [ 'node', 'array-extras'
]
});
('mod2', function(Y) {
1(); // (uri, config);}, '', {
requires: [ 'mod1', 'io'
]
});
以上代码定义了两个模块,其中 mod1 模拟点击了一下 id 为 button1 的元素,执行了 ,然后定义了方法 1,最后声明了依赖 node 和 array-extras;mod2 执行了 mod1 中定义的方法,而 被注释了,最后声明了依赖 mod1 和 io。
此处 mod1 出现了两个常见错误,一个是 simulate 是 otype 上的方法,容易忘掉声明依赖 node-event-simulate3,另一个是 y 上只有部分方法需要依赖 array-extras,故此处多声明了依赖 array-extras4;mod2 中添加注释后,容易忘记删除原来写的依赖 io。
故正确的依赖关系应该如下:
('mod1', function(Y) {
('#button1')late('click');
(array, fn);
1 = function() {/**/};
}, '', {
requires: [ 'node', 'node-event-simulate'
]
});
('mod2', function(Y) {
1(); // (uri, config);}, '', {
requires: [ 'mod1'
]
});
为了使模块依赖关系的检测自动化,我们创建了模块依赖关系检测工具,它利用抽象语法树,分析出定义了哪些接口,使用了哪些接口,然后查找这些接口应该依赖哪些模块,进而找到模块依赖关系的错误,大致的过程如下:
找到代码中模块定义()的部分
分析每个模块内函数定义,变量定义,赋值语句等,找出符合要求(以 Y 开头)的输出接口(如 mod1 中的 1)
生成“接口 - 模块”对应关系
分析每个模块内函数调用,变量使用等,找出符合要求的输入接口(如 mod2 中的 ,,1)
通过“接口 - 模块”对应关系,找到此模块应该依赖哪些其他模块
分析 requires 中是否有错误
使用此工具,保证每次提交代码时,依赖关系都是正确无误的,它帮助我们实现了模块依赖关系检测的自动化。
总结
抽象语法树在计算机领域中应用广泛,以上仅讨论了抽象语法树在 JavaScript 中的一些应用,期待更多的用法等着大家去尝试和探索。
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