Vue 源码解析之AST抽象语法树

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2023-09-11 17:08:06

深入剖析 AST 抽象语法树：概念、实现与应用

什么是 AST 抽象语法树？

抽象语法树（AST）是一种数据结构，用于表示计算机程序的语法结构。它以树状形式组织代码元素，其中每个节点代表程序中的一个语法元素，例如表达式、语句或函数。AST 使得代码易于分析、转换和操作，在编译器、解析器和其他编程工具中广泛使用。

AST 的优点

使用 AST 具有以下优势：

代码抽象： AST 抽离了代码的具体语法细节，提供了一种表示代码结构和语义的抽象方式。
灵活性： AST 可以轻松地转换为其他表示形式，例如中间代码或字节码，以适应不同的编程语言和编译器。
可操作性： AST 可以通过递归或深度优先搜索算法进行遍历和修改，这使得对代码进行分析、优化和变换变得容易。

手写实现 AST

为了深入理解 AST，我们可以尝试自己手写实现一个。以下代码演示了如何使用 JavaScript 手写一个简单的 AST：

class Node {
  constructor(type, value) {
    this.type = type;
    this.value = value;
    this.children = [];
  }
}

class AST {
  constructor() {
    this.root = null;
  }

  parse(code) {
    // 将代码解析成 AST
    this.root = new Node("Program", code);
    this._parse(this.root, code);
  }

  _parse(node, code) {
    // 递归解析每个节点的子节点
    for (let i = 0; i < code.length; i++) {
      const char = code[i];
      switch (char) {
        case "+":
          node.children.push(new Node("Operator", "+"));
          break;
        case "-":
          node.children.push(new Node("Operator", "-"));
          break;
        case "*":
          node.children.push(new Node("Operator", "*"));
          break;
        case "/":
          node.children.push(new Node("Operator", "/"));
          break;
        case "(":
          const subAST = new AST();
          subAST.parse(code.substring(i + 1));
          node.children.push(subAST.root);
          i += subAST.root.value.length + 1;
          break;
        case ")":
          return;
        default:
          const number = parseInt(char);
          if (!isNaN(number)) {
            node.children.push(new Node("Number", number));
          }
      }
    }
  }

  evaluate() {
    // 计算 AST 的值
    return this._evaluate(this.root);
  }

  _evaluate(node) {
    // 递归计算每个节点的值
    switch (node.type) {
      case "Operator":
        const left = this._evaluate(node.children[0]);
        const right = this._evaluate(node.children[1]);
        switch (node.value) {
          case "+":
            return left + right;
          case "-":
            return left - right;
          case "*":
            return left * right;
          case "/":
            return left / right;
        }
        break;
      case "Number":
        return node.value;
    }
  }
}