简介
Babel 是一款 javascript 的编译器，其主要工作是把 ECMAScript 2015+ 标准以上的代码向下兼容到当前的浏览器或环境。这直接带来的好处是可以采用更高版本的标准语法去编写代码，而无需考虑过多的环境兼容因素。
Babel 提供了插件系统，任何人都可以基于 babel 编写插件来实现自定义语法转换，这对于开发者来说是个福音。
而这一切的基础需要了解的一个概念：语法树 (Abstract Syntax Tree)，简称：AST 。
AST 表示的你的代码，对于 AST 的编辑等同于对代码的编辑，传统的编译器也有做同样工作的结构被叫做具体语法解析树 (CST)，而 AST 是 CST 的简化版本。
如何使用 Babel 转换代码
下面是个简单的转换例子：
import { parse } from '@babel/parser';
import traverse from '@babel/traverse';
import generate from '@babel/generator';
const code = 'const n = 1';
// parse the code -> ast
const ast = parse(code);
// transform the ast
traverse(ast, {
enter(path) {
// in this example change all the variable `n` to `x`
if (path.isIdentifier({ name: 'n' })) {
path.node.name = 'x';
}
},
});
// generate code <- ast
const output = generate(ast, code);
console.log(output.code); // 'const x = 1;'
解析 (parse)-> 转换 (transform)-> 生成(generate)，三个明确的步骤完成代码转换操作。
你可以直接安装@babel/core完成以上操作，@babel/parser、@babel/traverse、@babel/generator 都是 @babel/core 的依赖，所以直接安装 @babel/core 即可。
通过插件来实现转换
除了上面的方式，更为通用的做法是通过插件来实现：
import babel from '@babel/core';
const code = 'const n = 1';
const output = babel.transformSync(code, {
plugins: [
// your first babel plugin 😎😎
function myCustomPlugin() {
return {
visitor: {
Identifier(path) {
// in this example change all the variable `n` to `x`
if (path.isIdentifier({ name: 'n' })) {
path.node.name = 'x';
}
},
},
};
},
],
});
console.log(output.code); // 'const x = 1;'
提取 myCustomPlugin 函数 到单独的文件，然后导出它作为npm 包发布，你就可以很自豪得说我发布一个 Babel 插件了，😁。
Babel的AST如何工作的？
1. 想做一些转换的任务
我们做一次 code 的混淆转换，把变量名和函数名倒转，并把字符串做拆解相加，目的是降低代码可读性。
同时要求保持原有的功能，源码如下：
function greet(name) {
return 'Hello ' + name;
}
console.log(greet('skiofox'));
转换成：
function teerg(eman) {
return 'H' + 'e' + 'l' + 'l' + 'o' + ' ' + eman;
}
console.log(teerg('l' + 'u' + 'm' + 'i' + 'n'));
这里我们依然需要保持 console.log 函数不变，因为要保持功能正常。
2. 源码是如何表示成 AST
你可以使用babel-ast-explorer工具来查看 AST 树，它表示成下面这样：
现在我们需要知道两个关键词：
Identifier用于记录函数名和变量名；StringLiteral用于记录字符串；
3. 转换后的 AST 又是如何呢
通过babel-ast-explorer工具，我们可以看到转换后的 AST 结构：
4. coding now !
我们的代码会是长这样：
function myCustomPlugin() {
return {
visitor: {
Identifier(path) {
// ...
},
},
};
}
AST 遍历方式使用的是访问者模式。
在遍历阶段，babel 会采用深度优先搜索来访问每个 AST 的节点 (node) ，你可以在 visitor 里上指定一个回调方法，当遍历到当前节点时会调用该回调方法。
在 visitor 对象上，指定一个 node 名来得到你想要的回调：
function myCustomPlugin() {
return {
visitor: {
Identifier(path) {
console.log('identifier');
},
StringLiteral(path) {
console.log('string literal');
},
},
};
}
运行之后，我们会得到一下日志输出：
identifier
identifier
string literal
identifier
identifier
identifier
identifier
string literal
继续往下前，我们先了解 Identifer(path) {} 的参数 path 。
path 表示两个节点之间连接的对象，包含了域 (scope) 、上下文 (context) 等属性，也提供了 insertBefore、replaceWith、remove 等方法来添加、更新、移动和删除节点。
5. 转换变量名
参考babel-ast-explorer工具，我们可以发现变量名存储在 Identifer 的 name 的里，所以我们可以直接反转 name 并重新赋值：
Identifier(path) {
path.node.name = path.node.name.split('').reverse().join('');
}
运行之后，我们得到以下代码：
function teerg(eman) {
return 'Hello ' + eman;
}
elosnoc.gol(teerg('skiofox'));
显然我们不希望 console.log 发生改变，那如何保持它不变呢？
我们再次回到源码中 console 的 AST 表示方式：
可以看到 console.log 是 MemberExpression 的一部分，console 为对象 (object) ，而 log 为属性 (property) 。
于是我们做一些前置校验：
Identifier(path) {
if (!(
path.parentPath.isMemberExpression() &&
path.parentPath.get('object').isIdentifier({ name: 'console' }) &&
path.parentPath.get('property').isIdentifier({ name: 'log' })
)
) { path.node.name = path.node.name.split('').reverse().join('');
}
}
结果：
function teerg(eman) {
return 'Hello ' + eman;
}
console.log(teerg('skiofox'));
ok，看起来还不错。
Q&A
Q：我们如何知道一个方法是 isMemberExpression 或 isIdentifier 呢？
A：OK，Babel 的所有节点类型定义在被@babel/types里，通过 isXxxx 验证函数来匹配。例如：anyTypeAnnotation 函数会有对应的 isAnyTypeAnnotation 验证器，如果你想查看更多详细的验证器，可以查看babel 源码部分。
6. 转换字符串
接下来做的是从 StringLiteral 里生成嵌套的二元表达式 (BinaryExpression) 。
创建 AST 节点，你可以使用@babel/types里的通用函数，@babel/core里的 babel.types 也可以是一样的：
// ❌代码尚不完整
StringLiteral(path) {
const newNode = path.node.value
.split('')
.map(c => babel.types.stringLiteral(c))
.reduce((prev, curr) => {
return babel.types.binaryExpression('+', prev, curr);
});
path.replaceWith(newNode);
}
上面我们把节点的值 (path.node.value) 拆分成字节数组，并遍历创建 StringLiteral，然后通过二元表达式 (BinaryExpression) 串联 StringLiteral，最后把当前 StringLiteral 替换成新的我们建立的 AST 节点。
一切视乎没问题，但是我们却得到一个错误：
RangeError: Maximum call stack size exceeded
为什么🤷？
A：因为我们创建 StringLiteral 之后，Babel 会去访问 (visit) 它，最后无限循环的执行导致栈溢出 (stack overflow) 。
我们可以通过 path.skip() 来告诉 babel 跳过对当前节点子节点的遍历：
// ✅修改后的代码
StringLiteral(path) {
const newNode = path.node.value
.split('')
.map(c => babel.types.stringLiteral(c))
.reduce((prev, curr) => {
return babel.types.binaryExpression('+', prev, curr);
});
path.replaceWith(newNode);
path.skip();
}
7. 最后完整代码
const babel = require('@babel/core');
const code = `
function greet(name) {
return 'Hello ' + name;
}
console.log(greet('skiofox'));
`;
const output = babel.transformSync(code, {
plugins: [
function myCustomPlugin() {
return {
visitor: {
StringLiteral(path) {
const concat = path.node.value
.split('')
.map(c => babel.types.stringLiteral(c))
.reduce((prev, curr) => {
return babel.types.binaryExpression('+', prev, curr);
});
path.replaceWith(concat);
path.skip();
},
Identifier(path) {
if (
!(
path.parentPath.isMemberExpression() &&
path.parentPath.get('object').isIdentifier({ name: 'console' }) &&
path.parentPath.get('property').isIdentifier({ name: 'log' })
)
) {
path.node.name = path.node.name.split('').reverse().join('');
}
},
},
};
},
],
});
console.log(output.code);
ok，这就是全部了！
深入的探索
如果你意犹未尽，Babel 仓库提供了更多转换代码的例子，它会是个好地方。
查找https://github.com/babel/babel里的 babel-plugin-transform-* 或 babel-plugin-proposal-* 目录，可以看到空值合并运算符 (Nullish coalescing operator:??) 和可选链操作符 (Optional chaining operator:?.) 等提议阶段的转换源码。
还有一个babel 的插件手册，强烈建议大家去看看。
参考资料：
> https://github.com/jamiebuilds/babel-handbook/blob/master/translations/zh-Hans/plugin-handbook.md
> https://lihautan.com/step-by-step-guide-for-writing-a-babel-transformation/
> https://zh.wikipedia.org/wiki/访问者模式
