Babel 简介

Babel 是一个通用的多功能的 JavaScript 编译器。此外它还拥有众多模块可用于不同形式的静态分析。

静态分析是在不需要执行代码的前提下对代码进行分析的处理过程 （执行代码的同时进行代码分析即是动态分析） 静态分析的目的是多种多样的， 它可用于语法检查，编译，代码高亮，代码转换，优化，压缩等等场景。

基础

Babel 是 JavaScript 编译器，更确切地说是源码到源码的编译器，通常也叫做“转换编译器”。
意思是说你为 Babel 提供一些 JavaScript 代码，Babel 更改这些代码，然后返回给你新生成的代码。

抽象语法树（AST）

这个处理过程中的每一步都涉及到创建或是操作抽象语法树，亦称 AST。

Babel 使用一个基于 ESTree 并修改过的 AST。 ESTree：ECMAScript 标准的 AST。 Babel AST：Babel 自己的 AST 标准。

我们来看一段 JS 代码 和 抽象语法树，感受一下。在线链接

function square(n) {
  return n * n;
}

转换后的 AST，可以用两种形式查看。

- FunctionDeclaration:
  - id:
    - Identifier:
      - name: square
  - params [1]
    - Identifier
      - name: n
  - body:
    - BlockStatement
      - body [1]
        - ReturnStatement
          - argument
            - BinaryExpression
              - operator: *
              - left
                - Identifier
                  - name: n
              - right
                - Identifier
                  - name: n

{
  type: "FunctionDeclaration",
  id: {
    type: "Identifier",
    name: "square"
  },
  params: [{
    type: "Identifier",
    name: "n"
  }],
  body: {
    type: "BlockStatement",
    body: [{
      type: "ReturnStatement",
      argument: {
        type: "BinaryExpression",
        operator: "*",
        left: {
          type: "Identifier",
          name: "n"
        },
        right: {
          type: "Identifier",
          name: "n"
        }
      }
    }]
  }
}

你会留意到 AST 的每一层都拥有相同的结构：

{
  type: "FunctionDeclaration",
  id: {...},
  params: [...],
  body: {...}
}

{
  type: "Identifier",
  name: ...
}

{
  type: "BinaryExpression",
  operator: ...,
  left: {...},
  right: {...}
}

这样的每一层结构也被叫做 节点（Node）。 一个 AST 可以由单一的节点或是成百上千个节点构成。
它们组合在一起可以描述用于静态分析的程序语法。
每一个节点都有如下所示的接口（Interface）：

字符串形式的 type 字段表示节点的类型（FunctionDeclaration``Identifier``BinaryExpression等） 每一种类型的节点定义了一些附加属性用来进一步描述该节点类型。

interface Node {
  type: string;
}

Babel 还为每个节点额外生成了一些属性，用于描述该节点在原始代码中的位置。

每一个节点都会有 start，end，loc 这几个属性。

{
  type: ...,
  start: 0,
  end: 38,
  loc: {
    start: {
      line: 1,
      column: 0
    },
    end: {
      line: 3,
      column: 1
    }
  },
  ...
}

Babel 处理步骤

Babel 的三个主要处理步骤分别是：解析（parse），转换（transform），生成（generate）

解析

这个过程接收代码并输出 AST。分为两个阶段“词法分析”和“语法分析”。

词法分析

词法分析阶段把字符串形式的代码转换为 令牌（tokens） 流。.
你可以把令牌看作是一个扁平的语法片段数组。比如下面代码转成 tokens

n * n

和 AST 节点一样，token 也有 start，end，loc 属性。.

[
  { type: { ... }, value: "n", start: 0, end: 1, loc: { ... } },
  { type: { ... }, value: "*", start: 2, end: 3, loc: { ... } },
  { type: { ... }, value: "n", start: 4, end: 5, loc: { ... } },
  ...
]

{
  type: {
    label: 'name',
    keyword: undefined,
    beforeExpr: false,
    startsExpr: true,
    rightAssociative: false,
    isLoop: false,
    isAssign: false,
    prefix: false,
    postfix: false,
    binop: null,
    updateContext: null
  },
  ...
}

语法分析

语法分析阶段会把一个令牌流转换成 AST 的形式。 这个阶段会使用令牌中的信息把它们转换成一个 AST 的表述结构，这样更易于后续的操作。

转换

转换步骤接收 AST 并对其进行遍历，在此过程中对节点进行添加、更新及移除等操作。
这是 Babel 或是其他编译器中最复杂的过程，同时也是插件将要介入工作的部分。

生成

代码生成步骤把最终的 AST 深度优先遍历转换成字符串形式的代码，同时还会创建源码映射（source maps）。

参考资料

《Babel 插件手册》
《AST 在线转换》