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前端與編譯原理——用JS寫一個(gè)JS解釋器

開發(fā)
說起編譯原理,印象往往只停留在本科時(shí)那些枯燥的課程和晦澀的概念。作為前端開發(fā)者,編譯原理似乎離我們很遠(yuǎn),對它的理解很可能僅僅局限于“抽象語法樹(AST)”。但這僅僅是個(gè)開頭而已。編譯原理的使用,甚至能讓我們利用JS直接寫一個(gè)能運(yùn)行JS代碼的解釋器。

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說起編譯原理,印象往往只停留在本科時(shí)那些枯燥的課程和晦澀的概念。作為前端開發(fā)者,編譯原理似乎離我們很遠(yuǎn),對它的理解很可能僅僅局限于“抽象語法樹(AST)”。但這僅僅是個(gè)開頭而已。編譯原理的使用,甚至能讓我們利用JS直接寫一個(gè)能運(yùn)行JS代碼的解釋器。

項(xiàng)目地址:https://github.com/jrainlau/c...

在線體驗(yàn):https://codepen.io/jrainlau/p...

一、為什么要用JS寫JS的解釋器

接觸過小程序開發(fā)的同學(xué)應(yīng)該知道,小程序運(yùn)行的環(huán)境禁止new Function,eval等方法的使用,導(dǎo)致我們無法直接執(zhí)行字符串形式的動(dòng)態(tài)代碼。此外,許多平臺(tái)也對這些JS自帶的可執(zhí)行動(dòng)態(tài)代碼的方法進(jìn)行了限制,那么我們是沒有任何辦法了嗎?既然如此,我們便可以用JS寫一個(gè)解析器,讓JS自己去運(yùn)行自己。

在開始之前,我們先簡單回顧一下編譯原理的一些概念。

二、什么是編譯器

說到編譯原理,肯定離不開編譯器。簡單來說,當(dāng)一段代碼經(jīng)過編譯器的詞法分析、語法分析等階段之后,會(huì)生成一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)的“抽象語法樹(AST)”,該語法樹的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)著代碼當(dāng)中不同含義的片段。

比如有這么一段代碼: 

  1. const a = 1  
  2. console.log(a)  

經(jīng)過編譯器處理后,它的AST長這樣:

  1.   "type""Program"
  2.   "start": 0, 
  3.   "end": 26, 
  4.   "body": [ 
  5.     { 
  6.       "type""VariableDeclaration"
  7.       "start": 0, 
  8.       "end": 11, 
  9.       "declarations": [ 
  10.         { 
  11.           "type""VariableDeclarator"
  12.           "start": 6, 
  13.           "end": 11, 
  14.           "id": { 
  15.             "type""Identifier"
  16.             "start": 6, 
  17.             "end": 7, 
  18.             "name""a" 
  19.           }, 
  20.           "init": { 
  21.             "type""Literal"
  22.             "start": 10, 
  23.             "end": 11, 
  24.             "value": 1, 
  25.             "raw""1" 
  26.           } 
  27.         } 
  28.       ], 
  29.       "kind""const" 
  30.     }, 
  31.     { 
  32.       "type""ExpressionStatement"
  33.       "start": 12, 
  34.       "end": 26, 
  35.       "expression": { 
  36.         "type""CallExpression"
  37.         "start": 12, 
  38.         "end": 26, 
  39.         "callee": { 
  40.           "type""MemberExpression"
  41.           "start": 12, 
  42.           "end": 23, 
  43.           "object": { 
  44.             "type""Identifier"
  45.             "start": 12, 
  46.             "end": 19, 
  47.             "name""console" 
  48.           }, 
  49.           "property": { 
  50.             "type""Identifier"
  51.             "start": 20, 
  52.             "end": 23, 
  53.             "name""log" 
  54.           }, 
  55.           "computed"false 
  56.         }, 
  57.         "arguments": [ 
  58.           { 
  59.             "type""Identifier"
  60.             "start": 24, 
  61.             "end": 25, 
  62.             "name""a" 
  63.           } 
  64.         ] 
  65.       } 
  66.     } 
  67.   ], 
  68.   "sourceType""module" 
  69.  

常見的JS編譯器有babylon,acorn等等,感興趣的同學(xué)可以在AST explorer這個(gè)網(wǎng)站自行體驗(yàn)。

可以看到,編譯出來的AST詳細(xì)記錄了代碼中所有語義代碼的類型、起始位置等信息。這段代碼除了根節(jié)點(diǎn)Program外,主體包含了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)VariableDeclaration和ExpressionStatement,而這些節(jié)點(diǎn)里面又包含了不同的子節(jié)點(diǎn)。

正是由于AST詳細(xì)記錄了代碼的語義化信息,所以Babel,Webpack,Sass,Less等工具可以針對代碼進(jìn)行非常智能的處理。

三、什么是解釋器

如同翻譯人員不僅能看懂一門外語,也能對其藝術(shù)加工后把它翻譯成母語一樣,人們把能夠?qū)⒋a轉(zhuǎn)化成AST的工具叫做“編譯器”,而把能夠?qū)ST翻譯成目標(biāo)語言并運(yùn)行的工具叫做“解釋器”。

在編譯原理的課程中,我們思考過這么一個(gè)問題:如何讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行算數(shù)表達(dá)式1+2+3:

  1. 1 + 2 + 3 

當(dāng)機(jī)器執(zhí)行的時(shí)候,它可能會(huì)是這樣的機(jī)器碼: 

  1. 1 PUSH 1  
  2. 2 PUSH 2  
  3. ADD  
  4. 4 PUSH 3  
  5. ADD  

而運(yùn)行這段機(jī)器碼的程序,就是解釋器。

在這篇文章中,我們不會(huì)搞出機(jī)器碼這樣復(fù)雜的東西,僅僅是使用JS在其runtime環(huán)境下去解釋JS代碼的AST。由于解釋器使用JS編寫,所以我們可以大膽使用JS自身的語言特性,比如this綁定、new關(guān)鍵字等等,完全不需要對它們進(jìn)行額外處理,也因此讓JS解釋器的實(shí)現(xiàn)變得非常簡單。

在回顧了編譯原理的基本概念之后,我們就可以著手進(jìn)行開發(fā)了。

四、節(jié)點(diǎn)遍歷器

通過分析上文的AST,可以看到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)有一個(gè)類型屬性type,不同類型的節(jié)點(diǎn)需要不同的處理方式,處理這些節(jié)點(diǎn)的程序,就是“節(jié)點(diǎn)處理器(nodeHandler)”

定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理器:

  1. const nodeHandler = { 
  2.   Program () {}, 
  3.   VariableDeclaration () {}, 
  4.   ExpressionStatement () {}, 
  5.   MemberExpression () {}, 
  6.   CallExpression () {}, 
  7.   Identifier () {} 
  8.  

關(guān)于節(jié)點(diǎn)處理器的具體實(shí)現(xiàn),會(huì)在后文進(jìn)行詳細(xì)探討,這里暫時(shí)不作展開。

有了節(jié)點(diǎn)處理器,我們便需要去遍歷AST當(dāng)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn),遞歸地調(diào)用節(jié)點(diǎn)處理器,直到完成對整棵語法書的處理。

定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)遍歷器(NodeIterator):

  1. class NodeIterator { 
  2.   constructor (node) { 
  3.     this.node = node 
  4.     this.nodeHandler = nodeHandler 
  5.   } 
  6.  
  7.   traverse (node) { 
  8.     // 根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型找到節(jié)點(diǎn)處理器當(dāng)中對應(yīng)的函數(shù) 
  9.     const _eval = this.nodeHandler[node.type] 
  10.     // 若找不到則報(bào)錯(cuò) 
  11.     if (!_eval) { 
  12.       throw new Error(`canjs: Unknown node type "${node.type}".`) 
  13.     } 
  14.     // 運(yùn)行處理函數(shù) 
  15.     return _eval(node) 
  16.   } 
  17.  
  18.  

理論上,節(jié)點(diǎn)遍歷器這樣設(shè)計(jì)就可以了,但仔細(xì)推敲,發(fā)現(xiàn)漏了一個(gè)很重要的東西——作用域處理。

回到節(jié)點(diǎn)處理器的VariableDeclaration()方法,它用來處理諸如const a = 1這樣的變量聲明節(jié)點(diǎn)。假設(shè)它的代碼如下:

  1. VariableDeclaration (node) { 
  2.     for (const declaration of node.declarations) { 
  3.       const { name } = declaration.id 
  4.       const value = declaration.init ? traverse(declaration.init) : undefined 
  5.       // 問題來了,拿到了變量的名稱和值,然后把它保存到哪里去呢? 
  6.       // ... 
  7.     } 
  8.   },  

問題在于,處理完變量聲明節(jié)點(diǎn)以后,理應(yīng)把這個(gè)變量保存起來。按照J(rèn)S語言特性,這個(gè)變量應(yīng)該存放在一個(gè)作用域當(dāng)中。在JS解析器的實(shí)現(xiàn)過程中,這個(gè)作用域可以被定義為一個(gè)scope對象。

改寫節(jié)點(diǎn)遍歷器,為其新增一個(gè)scope對象

  1. class NodeIterator { 
  2.   constructor (node, scope = {}) { 
  3.     this.node = node 
  4.     this.scope = scope 
  5.     this.nodeHandler = nodeHandler 
  6.   } 
  7.  
  8.   traverse (node, options = {}) { 
  9.     const scope = options.scope || this.scope 
  10.     const nodeIterator = new NodeIterator(node, scope) 
  11.     const _eval = this.nodeHandler[node.type] 
  12.     if (!_eval) { 
  13.       throw new Error(`canjs: Unknown node type "${node.type}".`) 
  14.     } 
  15.     return _eval(nodeIterator) 
  16.   } 
  17.  
  18.   createScope (blockType = 'block') { 
  19.     return new Scope(blockType, this.scope) 
  20.   } 
  21.  

然后節(jié)點(diǎn)處理函數(shù)VariableDeclaration()就可以通過scope保存變量了: 

  1. VariableDeclaration (nodeIterator) { 
  2.     const kind = nodeIterator.node.kind 
  3.     for (const declaration of nodeIterator.node.declarations) { 
  4.       const { name } = declaration.id 
  5.       const value = declaration.init ? nodeIterator.traverse(declaration.init) : undefined 
  6.       // 在作用域當(dāng)中定義變量 
  7.       // 如果當(dāng)前是塊級(jí)作用域且變量用var定義,則定義到父級(jí)作用域 
  8.       if (nodeIterator.scope.type === 'block' && kind === 'var') { 
  9.         nodeIterator.scope.parentScope.declare(name, value, kind) 
  10.       } else { 
  11.         nodeIterator.scope.declare(name, value, kind) 
  12.       } 
  13.     } 
  14.   },  

關(guān)于作用域的處理,可以說是整個(gè)JS解釋器最難的部分。接下來我們將對作用域處理進(jìn)行深入的剖析。

五、作用域處理

考慮到這樣一種情況: 

  1. const a = 1 
  2.   const b = 2 
  3.   console.log(a) 
  4. console.log(b)  

運(yùn)行結(jié)果必然是能夠打印出a的值,然后報(bào)錯(cuò):Uncaught ReferenceError: b is not defined

這段代碼就是涉及到了作用域的問題。塊級(jí)作用域或者函數(shù)作用域可以讀取其父級(jí)作用域當(dāng)中的變量,反之則不行,所以對于作用域我們不能簡單地定義一個(gè)空對象,而是要專門進(jìn)行處理。

定義一個(gè)作用域基類Scope: 

  1. class Scope { 
  2.   constructor (type, parentScope) { 
  3.     // 作用域類型,區(qū)分函數(shù)作用域function和塊級(jí)作用域block 
  4.     this.type = type 
  5.     // 父級(jí)作用域 
  6.     this.parentScope = parentScope 
  7.     // 全局作用域 
  8.     this.globalDeclaration = standardMap 
  9.     // 當(dāng)前作用域的變量空間 
  10.     this.declaration = Object.create(null
  11.   } 
  12.  
  13.   /* 
  14.    * get/set方法用于獲取/設(shè)置當(dāng)前作用域中對應(yīng)name的變量值 
  15.      符合JS語法規(guī)則,優(yōu)先從當(dāng)前作用域去找,若找不到則到父級(jí)作用域去找,然后到全局作用域找。 
  16.      如果都沒有,就報(bào)錯(cuò) 
  17.    */ 
  18.   get (name) { 
  19.     if (this.declaration[name]) { 
  20.       return this.declaration[name
  21.     } else if (this.parentScope) { 
  22.       return this.parentScope.get(name
  23.     } else if (this.globalDeclaration[name]) { 
  24.       return this.globalDeclaration[name
  25.     } 
  26.     throw new ReferenceError(`${nameis not defined`) 
  27.   } 
  28.  
  29.   set (name, value) { 
  30.     if (this.declaration[name]) { 
  31.       this.declaration[name] = value 
  32.     } else if (this.parentScope[name]) { 
  33.       this.parentScope.set(name, value) 
  34.     } else { 
  35.       throw new ReferenceError(`${nameis not defined`) 
  36.     } 
  37.   } 
  38.  
  39.   /** 
  40.    * 根據(jù)變量的kind調(diào)用不同的變量定義方法 
  41.    */ 
  42.   declare (name, value, kind = 'var') { 
  43.     if (kind === 'var') { 
  44.       return this.varDeclare(name, value) 
  45.     } else if (kind === 'let') { 
  46.       return this.letDeclare(name, value) 
  47.     } else if (kind === 'const') { 
  48.       return this.constDeclare(name, value) 
  49.     } else { 
  50.       throw new Error(`canjs: Invalid Variable Declaration Kind of "${kind}"`) 
  51.     } 
  52.   } 
  53.  
  54.   varDeclare (name, value) { 
  55.     let scope = this 
  56.     // 若當(dāng)前作用域存在非函數(shù)類型的父級(jí)作用域時(shí),就把變量定義到父級(jí)作用域 
  57.     while (scope.parentScope && scope.type !== 'function') { 
  58.       scope = scope.parentScope 
  59.     } 
  60.     this.declaration[name] = new SimpleValue(value, 'var'
  61.     return this.declaration[name
  62.   } 
  63.  
  64.   letDeclare (name, value) { 
  65.     // 不允許重復(fù)定義 
  66.     if (this.declaration[name]) { 
  67.       throw new SyntaxError(`Identifier ${name} has already been declared`) 
  68.     } 
  69.     this.declaration[name] = new SimpleValue(value, 'let'
  70.     return this.declaration[name
  71.   } 
  72.  
  73.   constDeclare (name, value) { 
  74.     // 不允許重復(fù)定義 
  75.     if (this.declaration[name]) { 
  76.       throw new SyntaxError(`Identifier ${name} has already been declared`) 
  77.     } 
  78.     this.declaration[name] = new SimpleValue(value, 'const'
  79.     return this.declaration[name
  80.   } 
  81.  

這里使用了一個(gè)叫做simpleValue()的函數(shù)來定義變量值,主要用于處理常量: 

  1. class SimpleValue { 
  2.   constructor (value, kind = '') { 
  3.     this.value = value 
  4.     this.kind = kind 
  5.   } 
  6.  
  7.   set (value) { 
  8.     // 禁止重新對const類型變量賦值 
  9.     if (this.kind === 'const') { 
  10.       throw new TypeError('Assignment to constant variable'
  11.     } else { 
  12.       this.value = value 
  13.     } 
  14.   } 
  15.  
  16.   get () { 
  17.     return this.value 
  18.   } 
  19.  

處理作用域問題思路,關(guān)鍵的地方就是在于JS語言本身尋找變量的特性——優(yōu)先當(dāng)前作用域,父作用域次之,全局作用域***。反過來,在節(jié)點(diǎn)處理函數(shù)VariableDeclaration()里,如果遇到塊級(jí)作用域且關(guān)鍵字為var,則需要把這個(gè)變量也定義到父級(jí)作用域當(dāng)中,這也就是我們常說的“全局變量污染”。

JS標(biāo)準(zhǔn)庫注入

細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn),在定義Scope基類的時(shí)候,其全局作用域globalScope被賦值了一個(gè)standardMap對象,這個(gè)對象就是JS標(biāo)準(zhǔn)庫。

簡單來說,JS標(biāo)準(zhǔn)庫就是JS這門語言本身所帶有的一系列方法和屬性,如常用的setTimeout,console.log等等。為了讓解析器也能夠執(zhí)行這些方法,所以我們需要為其注入標(biāo)準(zhǔn)庫: 

  1. const standardMap = {  
  2. console: new SimpleValue(console)  
  3.  

這樣就相當(dāng)于往解析器的全局作用域當(dāng)中注入了console這個(gè)對象,也就可以直接被使用了。

六、節(jié)點(diǎn)處理器

在處理完節(jié)點(diǎn)遍歷器、作用域處理的工作之后,便可以來編寫節(jié)點(diǎn)處理器了。顧名思義,節(jié)點(diǎn)處理器是專門用來處理AST節(jié)點(diǎn)的,上文反復(fù)提及的VariableDeclaration()方法便是其中一個(gè)。下面將對部分關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)處理器進(jìn)行講解。

在開發(fā)節(jié)點(diǎn)處理器之前,需要用到一個(gè)工具,用于判斷JS語句當(dāng)中的return,break,continue關(guān)鍵字。

關(guān)鍵字判斷工具Signal

定義一個(gè)Signal基類:

  1. class Signal { 
  2.   constructor (type, value) { 
  3.     this.type = type 
  4.     this.value = value 
  5.   } 
  6.  
  7.   static Return (value) { 
  8.     return new Signal('return', value) 
  9.   } 
  10.  
  11.   static Break (label = null) { 
  12.     return new Signal('break', label) 
  13.   } 
  14.  
  15.   static Continue (label) { 
  16.     return new Signal('continue', label) 
  17.   } 
  18.  
  19.   static isReturn(signal) { 
  20.     return signal instanceof Signal && signal.type === 'return' 
  21.   } 
  22.  
  23.   static isContinue(signal) { 
  24.     return signal instanceof Signal && signal.type === 'continue' 
  25.   } 
  26.  
  27.   static isBreak(signal) { 
  28.     return signal instanceof Signal && signal.type === 'break' 
  29.   } 
  30.  
  31.   static isSignal (signal) { 
  32.     return signal instanceof Signal 
  33.   } 
  34.  

有了它,就可以對語句當(dāng)中的關(guān)鍵字進(jìn)行判斷處理,接下來會(huì)有大用處。

1、變量定義節(jié)點(diǎn)處理器——VariableDeclaration()

最常用的節(jié)點(diǎn)處理器之一,負(fù)責(zé)把變量注冊到正確的作用域。 

  1. VariableDeclaration (nodeIterator) { 
  2.    const kind = nodeIterator.node.kind 
  3.    for (const declaration of nodeIterator.node.declarations) { 
  4.      const { name } = declaration.id 
  5.      const value = declaration.init ? nodeIterator.traverse(declaration.init) : undefined 
  6.      // 在作用域當(dāng)中定義變量 
  7.      // 若為塊級(jí)作用域且關(guān)鍵字為var,則需要做全局污染 
  8.      if (nodeIterator.scope.type === 'block' && kind === 'var') { 
  9.        nodeIterator.scope.parentScope.declare(name, value, kind) 
  10.      } else { 
  11.        nodeIterator.scope.declare(name, value, kind) 
  12.      } 
  13.    } 
  14.  },  

2、標(biāo)識(shí)符節(jié)點(diǎn)處理器——Identifier()

專門用于從作用域中獲取標(biāo)識(shí)符的值。 

  1. Identifier (nodeIterator) { 
  2.     if (nodeIterator.node.name === 'undefined') { 
  3.       return undefined 
  4.     } 
  5.     return nodeIterator.scope.get(nodeIterator.node.name).value 
  6.   },  

3、字符節(jié)點(diǎn)處理器——Literal()

返回字符節(jié)點(diǎn)的值。

  1. Literal (nodeIterator) { 
  2.     return nodeIterator.node.value 
  3.   }  

4、表達(dá)式調(diào)用節(jié)點(diǎn)處理器——CallExpression()

用于處理表達(dá)式調(diào)用節(jié)點(diǎn)的處理器,如處理func(),console.log()等。 

  1. CallExpression (nodeIterator) { 
  2.     // 遍歷callee獲取函數(shù)體 
  3.     const func = nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.callee) 
  4.     // 獲取參數(shù) 
  5.     const args = nodeIterator.node.arguments.map(arg => nodeIterator.traverse(arg)) 
  6.  
  7.     let value 
  8.     if (nodeIterator.node.callee.type === 'MemberExpression') { 
  9.       value = nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.callee.object) 
  10.     } 
  11.     // 返回函數(shù)運(yùn)行結(jié)果 
  12.     return func.apply(value, args) 
  13.   },  

5、表達(dá)式節(jié)點(diǎn)處理器——MemberExpression()

區(qū)分于上面的“表達(dá)式調(diào)用節(jié)點(diǎn)處理器”,表達(dá)式節(jié)點(diǎn)指的是person.say,console.log這種函數(shù)表達(dá)式。

  1. MemberExpression (nodeIterator) { 
  2.     // 獲取對象,如console 
  3.     const obj = nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.object) 
  4.     // 獲取對象的方法,如log 
  5.     const name = nodeIterator.node.property.name 
  6.     // 返回表達(dá)式,如console.log 
  7.     return obj[name
  8.   }  

6、塊級(jí)聲明節(jié)點(diǎn)處理器——BlockStatement()

非常常用的處理器,專門用于處理塊級(jí)聲明節(jié)點(diǎn),如函數(shù)、循環(huán)、try...catch...當(dāng)中的情景。

  1. BlockStatement (nodeIterator) { 
  2.    // 先定義一個(gè)塊級(jí)作用域 
  3.    let scope = nodeIterator.createScope('block'
  4.  
  5.    // 處理塊級(jí)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn) 
  6.    for (const node of nodeIterator.node.body) { 
  7.      if (node.type === 'VariableDeclaration' && node.kind === 'var') { 
  8.        for (const declaration of node.declarations) { 
  9.          scope.declare(declaration.id.name, declaration.init.value, node.kind) 
  10.        } 
  11.      } else if (node.type === 'FunctionDeclaration') { 
  12.        nodeIterator.traverse(node, { scope }) 
  13.      } 
  14.    } 
  15.  
  16.    // 提取關(guān)鍵字(return, break, continue) 
  17.    for (const node of nodeIterator.node.body) { 
  18.      if (node.type === 'FunctionDeclaration') { 
  19.        continue 
  20.      } 
  21.      const signal = nodeIterator.traverse(node, { scope }) 
  22.      if (Signal.isSignal(signal)) { 
  23.        return signal 
  24.      } 
  25.    } 
  26.  }  

可以看到這個(gè)處理器里面有兩個(gè)for...of循環(huán)。***個(gè)用于處理塊級(jí)內(nèi)語句,第二個(gè)專門用于識(shí)別關(guān)鍵字,如循環(huán)體內(nèi)部的break,continue或者函數(shù)體內(nèi)部的return。

7、函數(shù)定義節(jié)點(diǎn)處理器——FunctionDeclaration()

往作用當(dāng)中聲明一個(gè)和函數(shù)名相同的變量,值為所定義的函數(shù):

  1. FunctionDeclaration (nodeIterator) { 
  2.     const fn = NodeHandler.FunctionExpression(nodeIterator) 
  3.     nodeIterator.scope.varDeclare(nodeIterator.node.id.name, fn) 
  4.     return fn     
  5.   }  

8、函數(shù)表達(dá)式節(jié)點(diǎn)處理器——FunctionExpression()

用于定義一個(gè)函數(shù):

  1. FunctionExpression (nodeIterator) { 
  2.     const node = nodeIterator.node 
  3.     /** 
  4.      * 1、定義函數(shù)需要先為其定義一個(gè)函數(shù)作用域,且允許繼承父級(jí)作用域 
  5.      * 2、注冊`this`, `arguments`和形參到作用域的變量空間 
  6.      * 3、檢查return關(guān)鍵字 
  7.      * 4、定義函數(shù)名和長度 
  8.      */ 
  9.     const fn = function () { 
  10.       const scope = nodeIterator.createScope('function'
  11.       scope.constDeclare('this', this) 
  12.       scope.constDeclare('arguments', arguments) 
  13.  
  14.       node.params.forEach((param, index) => { 
  15.         const name = param.name 
  16.         scope.varDeclare(name, arguments[index]) 
  17.       }) 
  18.  
  19.       const signal = nodeIterator.traverse(node.body, { scope }) 
  20.       if (Signal.isReturn(signal)) { 
  21.         return signal.value 
  22.       } 
  23.     }  

9、this表達(dá)式處理器——ThisExpression()

該處理器直接使用JS語言自身的特性,把this關(guān)鍵字從作用域中取出即可。 

  1. ThisExpression (nodeIterator) { 
  2.     const value = nodeIterator.scope.get('this'
  3.     return value ? value.value : null 
  4.   }  

10、new表達(dá)式處理器——NewExpression()

和this表達(dá)式類似,也是直接沿用JS的語言特性,獲取函數(shù)和參數(shù)之后,通過bind關(guān)鍵字生成一個(gè)構(gòu)造函數(shù),并返回。 

  1. NewExpression (nodeIterator) { 
  2.    const func = nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.callee) 
  3.    const args = nodeIterator.node.arguments.map(arg => nodeIterator.traverse(arg)) 
  4.    return new (func.bind(null, ...args)) 
  5.  }  

11、For循環(huán)節(jié)點(diǎn)處理器——ForStatement()

For循環(huán)的三個(gè)參數(shù)對應(yīng)著節(jié)點(diǎn)的init,test,update屬性,對著三個(gè)屬性分別調(diào)用節(jié)點(diǎn)處理器處理,并放回JS原生的for循環(huán)當(dāng)中即可。

  1. ForStatement (nodeIterator) { 
  2.     const node = nodeIterator.node 
  3.     let scope = nodeIterator.scope 
  4.     if (node.init && node.init.type === 'VariableDeclaration' && node.init.kind !== 'var') { 
  5.       scope = nodeIterator.createScope('block'
  6.     } 
  7.  
  8.     for ( 
  9.       node.init && nodeIterator.traverse(node.init, { scope }); 
  10.       node.test ? nodeIterator.traverse(node.test, { scope }) : true
  11.       node.update && nodeIterator.traverse(node.update, { scope }) 
  12.     ) { 
  13.       const signal = nodeIterator.traverse(node.body, { scope }) 
  14.        
  15.       if (Signal.isBreak(signal)) { 
  16.         break 
  17.       } else if (Signal.isContinue(signal)) { 
  18.         continue 
  19.       } else if (Signal.isReturn(signal)) { 
  20.         return signal 
  21.       } 
  22.     } 
  23.   }  

同理,for...in,while和do...while循環(huán)也是類似的處理方式,這里不再贅述。

12、If聲明節(jié)點(diǎn)處理器——IfStatemtnt()

處理If語句,包括if,if...else,if...elseif...else。

  1. IfStatement (nodeIterator) { 
  2.    if (nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.test)) { 
  3.      return nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.consequent) 
  4.    } else if (nodeIterator.node.alternate) { 
  5.      return nodeIterator.traverse(nodeIterator.node.alternate) 
  6.    } 
  7.  }  

同理,switch語句、三目表達(dá)式也是類似的處理方式。

---

上面列出了幾個(gè)比較重要的節(jié)點(diǎn)處理器,在es5當(dāng)中還有很多節(jié)點(diǎn)需要處理,詳細(xì)內(nèi)容可以訪問這個(gè)地址一探究竟。

七、定義調(diào)用方式

經(jīng)過了上面的所有步驟,解析器已經(jīng)具備處理es5代碼的能力,接下來就是對這些散裝的內(nèi)容進(jìn)行組裝,最終定義一個(gè)方便用戶調(diào)用的辦法。

  1. const { Parser } = require('acorn'
  2. const NodeIterator = require('./iterator'
  3. const Scope = require('./scope'
  4.  
  5. class Canjs { 
  6.   constructor (code = '', extraDeclaration = {}) { 
  7.     this.code = code 
  8.     this.extraDeclaration = extraDeclaration 
  9.     this.ast = Parser.parse(code) 
  10.     this.nodeIterator = null 
  11.     this.init() 
  12.   } 
  13.  
  14.   init () { 
  15.     // 定義全局作用域,該作用域類型為函數(shù)作用域 
  16.     const globalScope = new Scope('function'
  17.     // 根據(jù)入?yún)⒍x標(biāo)準(zhǔn)庫之外的全局變量 
  18.     Object.keys(this.extraDeclaration).forEach((key) => { 
  19.       globalScope.addDeclaration(key, this.extraDeclaration[key]) 
  20.     }) 
  21.     this.nodeIterator = new NodeIterator(null, globalScope) 
  22.   } 
  23.  
  24.   run () { 
  25.     return this.nodeIterator.traverse(this.ast) 
  26.   } 
  27.  

這里我們定義了一個(gè)名為Canjs的基類,接受字符串形式的JS代碼,同時(shí)可定義標(biāo)準(zhǔn)庫之外的變量。當(dāng)運(yùn)行run()方法的時(shí)候就可以得到運(yùn)行結(jié)果。

八、后續(xù)

至此,整個(gè)JS解析器已經(jīng)完成,可以很好地運(yùn)行ES5的代碼(可能還有bug沒有發(fā)現(xiàn))。但是在當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)中,所有的運(yùn)行結(jié)果都是放在一個(gè)類似沙盒的地方,無法對外界產(chǎn)生影響。如果要把運(yùn)行結(jié)果取出來,可能的辦法有兩種。***種是傳入一個(gè)全局的變量,把影響作用在這個(gè)全局變量當(dāng)中,借助它把結(jié)果帶出來;另外一種則是讓解析器支持export語法,能夠把export語句聲明的結(jié)果返回,感興趣的讀者可以自行研究。

***,這個(gè)JS解析器已經(jīng)在我的Github上開源,歡迎前來交流~

https://github.com/jrainlau/c... 

責(zé)任編輯:龐桂玉 來源: segmentfault
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