关于代码质量:AST-初探深浅代码还能这样玩

大家好，这里是 菜农曰，欢送来到我的频道。咱们明天的主题是 AST（形象语法树）

AST 听起来如同是个很新的货色，那么具体有什么用，好不好用就在这篇文章中找到答案吧~

咱们简略将这个词拆分 形象、语法、树，如果咱们可能顺利将这个词拆分，那么咱们也就把握了其外围所在

形象：形象的反义词是具象，也就阐明形象的事物关注点不在于细节，而在于整体
语法：语法一组词法的表达式，具备某种指定的规定，具备某种特定的意义，比方 1+1
树：树是一种一对多的构造，通过根节点往下递生，能够存在多个子树，当然这不是咱们这篇探讨的主题，但却是重点

咱们接下来通过几个例子更加分明理解一下什么是树

5 * 4 / 2 + 3 * 6 这是一个简略的算法运算，然而如果咱们要通过树形的形式表白它的话，后果可能是以下这样：

咱们通过剖析这张树形图，咱们能够发现有哪几个构造？

一部分是数字：5,4,2,3,6
一部分是 操作符：*, /, +, *

咱们从中抽取出了 + 符号，并将其作为该树的根节点，这个时候又能够分为左右两个子树，咱们从中提取出一棵子树来看

察看发现子树又变成了一棵树，那么能够得出一个论断：任何一棵子树都能够独立成为一棵残缺的树，多个子树能够组合成一棵残缺的树。至此，咱们就实现了一棵树的定义，接下来咱们再看一个其余例子

XML 文件也是咱们日常中比拟罕用到的文件构造

<person>
    <name>
        张三
    </name>
    <label>
        法外狂徒
    </label>
</person>

咱们将文件构造转成属性构造后，就能够很直观的看出 数据层级 与内容

树的有点是很直观，能够间接看出 数据层级 与内容，然而咱们平时操作的时候只能是操作主观上的树形构造，而不是以上主观的树形构造。因而当咱们失去上述树形构造后，咱们就须要对该树进行扁平化操作，那问题来了，如何扁平化呢？

咱们一样拿上述算数运算为例

红色的框框代表一棵树，而绿色和黄色框框则示意该树的两棵子树，当然 5 * 4 当然也能够框起来作为绿色框的子树。

这个时候，聪慧的小伙伴们看到这些树有没有什么发现，比方每棵树示意什么？

咱们能够发现每棵树仿佛都示意着一个算数运算

转换须要建设在肯定的规定根底上

咱们须要先定义下规定，如果遇到一个运算，咱们就以 BinaryExpression 来示意，而运算中的构造天然就蕴含着字符和 运算符，比方 5 * 4 这是一个运算，咱们将整体标识为一个 BinaryExpression。

而这个运算中存在三个元素，别离是：5, 4, *。那么其中 5 和 4 咱们就能够称之为字符，* 能够称之为 运算符 。由此咱们能够再定一个规定，字符的类型咱们能够用 Identifier 来标识， 运算符 的类型咱们就以 Operator 来示意。

到这步咱们就曾经简略地定义好了一个规定，接下来咱们要做的事件就是利用咱们的规定将上述树形构造 扁平化

咱们先拿上述例子来做操作，首先这是一个表达式，咱们利用 BinaryExpression 进行标识

BinaryExpression
        type: BinaryExpression

从运算中咱们 以运算符 能够拆分为左右两局部，也就是 5 和 4，咱们持续进行标识

left: Identifier
        type: Identifier
        value: 5

right: Identifier
        type: Identifier
        valuer: 4

定义好两局部后咱们该如何将两局部链接起来呢？那就得用到咱们的运算符了 *，咱们先利用规定定义好运算符的示意

operator: *

而后将两局部链接起来

BinaryExpression
        type: BinaryExpression
        left: Identifier
                type: Identifier
                value: 5
        operator: *
        right: Identifier
                type: Identifier
                valuer: 4

很好，到这里咱们就实现了第一块里程碑了！

下面咱们才实现了一小部分的规定转换定义，接下来咱们持续将树形构造进行转换：

到这里咱们曾经从树形结构图转到了咱们定义的层级构造了，但咱们能够发现，以上的层级结构图仍然是不够残缺的

目前为止咱们才定义了上述表达式中右边的局部，还短少左边的定义，这个时候就须要大家来帮个忙，帮我补充一下左边的局部，构造体曾经在下述文本中贴出，大家能够复制到本人的文本编辑器中进行填空补充，将__ 内容替换补充即可

right: __
        type: __
        left: __
            type: __
            value: __
        operator: __
        right: __
            type: __
            value: __

接下来就到了颁布答案的环节了！

right: BinaryExpression
        type: BinaryExpression
        left: Identifier
            type: Identifier
            value: 3
        operator: *
        right: Identifire
            type: Identifier
            value: 6

大家能够进行比对下答案是否正确，而后咱们将两局部内容进行组装

到这里，咱们就曾经失去了一个残缺的层级构造了，那么这部分内容跟咱们明天将的 AST 有什么关系呢？

咱们先来看下真正的 AST（形象语法树）长啥样

咱们转换一个简略的函数：

function add(n, m){return n + m}

右边是咱们平时编写的代码，而右侧便是通过代码转换失去的 AST 树

咱们通过观察这棵 AST 树有什么发现？没错！这棵 AST 树的构造根本和咱们刚刚共同完成的 层级结构图 统一，这意味着咱们刚刚本人手撸了一棵 AST 树进去

1. 它是什么？

AST（形象语法树）并没有咱们所想的那么神秘，它是源代码语法结构的一种形象示意，它以树状的模式体现编程语言的语法结构，树上的每个节点都示意源代码中的一种构造。

2. 它有什么特色？

首先它是形象的，它无关语法结构，不会记录源语言实在语法中的每个细节，比方分隔符，空白符，正文等，它都会进行移除。

3. 它有什么用？

通过以上的实际，咱们也意识到了转换 AST 是一项繁琐的过程，但为什么要去转换呢？当初各种语言语法品种繁多，尽管最终落到计算机的眼中都是 0 和 1，然而编译器须要辨认语言，这个时候就须要应用一种通用的数据结构来形容，而 AST 就是那个货色，因为 AST 是实在存在且存在肯定逻辑规定的。

4. 它是如何进行转换的？

它转换的过程中也是使用到了咱们刚刚所说的几种形式：

词法分析器
语法分析器
解释器

比方咱们写个简略的代码：

const name = '张三'

词法剖析

第一步就是 词法剖析 ，它的工作就是一个一个字母地读取代码，当它遇到空格、 操作符 、 特殊符号 的时候，就示意本人第一活曾经扫描完结了，咱们上述的代码这通过 词法剖析 后就会被解析为 [const, name, =, '张三'] 这几个值

语法分析

通过下层的剖析，咱们曾经拿到了各个 token，也就是 token 流 ，也就是接下来咱们就能够对 token 流 进行语法分析，比方咱们第一个遇到的 token 是 const，语法分析器通过剖析，判断它是一个 申明参数，就会标记为 VariableDeclaration，以此类推，前面的几个 token 都会进行剖析，直到生成了一棵 AST 形象语法树

当生成树的时候，解析器 会删除一些没必要的标识 tokens（比方不残缺的括号），因而 AST 不是 100% 与源码匹配的，然而曾经能让咱们晓得如何解决了

AST 查看辅助工具：点我

解析并转换 AST 的这个步骤比拟繁琐，当然咱们不用反复造轮子，曾经有人替咱们造好了轮子，比方解析服 Java 文件，咱们能够利用 Javaparser 进行 AST 转换，解析 Js / Ts 文件，能够利用 Babelparser 进行 AST 转换。当然，只管轮子曾经为咱们筹备好了，咱们还须要如何使用，那就是得理解规定，上面附上一些罕用的节点类型含意对照表，也就是 AST 转换的规定：

类型名称	中文译名	形容
Program	程序主体	整段代码的主体
VariableDeclaration	变量申明	申明变量，比方 let const var
FunctionDeclaration	函数申明	申明函数，比方 function
ExpressionStatement	表达式语句	通常为调用一个函数，比方 console.log(1)
BlockStatement	块语句	包裹在 {} 内的语句，比方 if (true) {console.log(1) }
BreakStatement	中断语句	通常指 break
ContinueStatement	继续语句	通常指 continue
ReturnStatement	返回语句	通常指 return
SwitchStatement	Switch 语句	通常指 switch
IfStatement	If 控制流语句	通常指 if (true) {} else {}
Identifier	标识符	标识，比方申明变量语句中 const a = 1 中的 a
ArrayExpression	数组表达式	通常指一个数组，比方 [1, 2, 3]
StringLiteral	字符型字面量	通常指字符串类型的字面量，比方 const a = ‘1’ 中的 ‘1’
NumericLiteral	数字型字面量	通常指数字类型的字面量，比方 const a = 1 中的 1
ImportDeclaration	引入申明	申明引入，比方 import

为了疾速理解，咱们这篇以 JavaScript 文件为例，那么解析与操作 JavaScript 文件，曾经有了比拟好用的轮子 — jscodeshift，咱们上面就利用 jscodeshift 来操作 AST

1、查找

这里是一段非常繁难的代码：

import React from 'react';
import {Button} from 'antd';

咱们比照下面的 节点类型含意对照表，能够看出这是两个 ImportDeclaration 语句

而后咱们将这段代码放到 AST 可视化工具中查看转换成 AST 后的样子：

这个时候咱们有个小小的需要，那就是我想要获取上面代码块中的导包源，也就是 from 前面的内容

import React from "react";
import {Button} from "antd";
import {moment} from "moment";

咱们来看这段话的含意，代码中咱们通过引入 jscodeshift 来帮忙咱们解析和操作 AST 文件，而后在 API 中申明了咱们要查找元素的类型

这个时候咱们能够关上控制台运行 node find.js 来运行该脚本内容，能够看到控制台胜利的输入了咱们想要的后果！

react
antd
moment

接下来咱们玩法进阶，咱们在上面代码块中除了看到有 import 语法，还定义了 name 属性，那咱们这个时候需要又来了，我想获取该 name 的值！这个时候要怎么办呢？

第一步咱们须要 查看 AST 构造，咱们能够将文件体复制到咱们的 AST 查看辅助工具上进行 AST 构造概览：

能够看到咱们想要的内容在 ArrayExpression 中的 elements中，那么接下来咱们在代码中该如何操作呢？大家能够先进行尝试~

答案如下：

咱们先要找到 ArrayExpression 类型的元素，而后拜访该元素下的 elements 属性，就会失去咱们想要的值了！

张三
李四
王五

2、批改

咱们下面曾经实现了通过 AST 构造来查找咱们想要的元素，上面咱们就能够开始进行操作节点元素了！

首先先看如何批改，这时来了个需要，咱们的 Button 组件名称变了，换成了 Button01，那咱们就得做出相应的批改

接下来咱们持续看以下文件，通过查看能够发现有些不同，这个时候多了 find API，而且这个 API 能够减少参数 {source: { value: "antd"} }。

这个 API 的目标是只查找 source = antd 的 ImportDeclaration 元素，而后进行替换，Button 命名的所在位置在 imported.name，因而咱们相应批改该值即可

咱们通过运行 node modify.js 便能够看到咱们批改后的文件内容，想要使之失效，咱们还须要将批改后的内容写会该文件中，咱们能够在文件最下方补上上面一段代码：

fs.writeFileSync('./code/demo.js', root.toSource(), 'utf-8')

而后运行代码，这个时候咱们就能够发现 demo.js文件内容曾经产生了批改。

import React from "react";
import {Button01} from "antd";
import {moment} from "moment";

var name = ["张三", "李四", "王五"];

3、新增

有了查，改，接下来就轮到了 增了，增的话会比下面简单些，因为咱们须要 将咱们要新增的内容构建成 AST 构造，而后再往已有的 AST 构造中插入

老样子，咱们老朋友需要又来了，之前页面中只用到了 antd 的 Button 组件，那咱们页面这个时候还须要用到 antd 的 Select 组件

咱们第一步就是要将咱们要插入的内容构建成 AST 元素，咱们先剖析已有的 Button AST 构造长啥样，而后依葫芦画瓢构建即可。

咱们剖析失去该构造的组成部分由 ImportSpecifier 和 Identifier 组成，ImportSpecifier 中包着 Identifier

那么咱们就能够得出咱们要插入的内容构造为：

接下来就交给 jscodeshift 帮咱们生成

$.importSpecifier($.identifier("Select"))

失去 AST 构造后咱们还须要查看咱们要插入的地位，回到之前的 AST 构造中

咱们发现导入的资源组件内容都放在了 specifiers 属性中，那咱们就能够入手操作了，咱们在我的项目中找到 create.js 文件

通过运行代码，能够发现后果曾经变成了咱们批改后的内容。

import React from "react";
import {Button, Select} from "antd";
import {moment} from "moment";

var name = ["张三", "李四", "王五"];

4、删除

讲完查，改，增，最初就剩下咱们拿手的 删了

需要它又来了，页面这个时候不须要 antd 组件了，也就是将 import {Button} from "antd"; 这句话移除

那就老规定，先找到 antd 这个元素所在的 AST，而后将它置为空即可

这个时候通过运行，就能够发现打印进去的内容曾经没有了对于antd 的引入信息了

import React from "react";
import {moment} from "moment";

var name = ["张三", "李四", "王五"];

到这里咱们就讲完了对于 AST 的增删改查操作

好了，以上便是本篇的所有内容，AST 是个很有用的工具，如果感觉对你有帮忙的小伙伴无妨点个关注做个伴，便是对小菜最大的反对。不要空谈，不要贪懒，和小菜一起做个 吹着牛 X 做架构 的程序猿吧~ 咱们下文再见！

明天的你多致力一点，今天的你就能少说一句求人的话！

我是小菜，一个和你一起变强的男人。 💋

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关于代码质量:AST-初探深浅代码还能这样玩

一、什么是树？

1）算数表达式

2）XML 文件

二、树的转换

1）规定定义

2）小试牛刀

3）成品展现

4）趁热打铁

三、揭发 AST 面纱

1）AST 定义