初探 babel - 《babel 插件通关秘籍》笔记（一）
写代码的时候，我们经常会使用 babel 来进行 polyfill，但是 babel 是怎么做到的呢？这篇文章会对 babel 有一个大概的介绍
babel 是啥？
babel 的用途
js 转译器 转译 esnext、typescript、flow 等到目标环境支持的 js
这个是最常用的功能，用来把代码中的 esnext 的新的语法、typescript 和 flow 的语法转成基于目标环境支持的语法的实现，并且还可以把目标环境不支持的 api 进行 polyfill。
一些特定用途的代码转换
babel 是一个转译器，暴露了很多 api，用这些 api 可以完成代码到 AST 的 parse，AST 的转换，以及目标代码的生成
开发者可以用它来来完成一些特定用途的转换，比如函数插桩（函数中自动插入一些代码，例如埋点代码）、自动国际化、default import 转 named import 等。
现在比较流行的小程序转译工具 taro，就是基于 babel 的 api 来实现的。
代码的静态分析
对代码进行 parse 之后，能够进行转换，是因为通过 AST 的结构能够理解代码。理解了代码之后，除了进行转换然后生成目标代码之外，也同样可以用于分析代码的信息，进行一些检查。
- linter 工具就是分析 AST 的结构，对代码规范进行检查。
- api 文档自动生成工具，可以提取源码中的注释，然后生成文档。
- type checker 会根据从 AST 中提取的或者推导的类型信息，对 AST 进行类型是否一致的检查，从而减少运行时因类型导致的错误。
- 压缩混淆工具，这个也是分析代码结构，进行删除死代码、变量名混淆、常量折叠等各种编译优化，生成体积更小、性能更优的代码。
- js 解释器，除了对 AST 进行各种信息的提取和检查以外，我们还可以直接解释执行 AST。
babel 是转译器还是编译器？
先说结论 babel 是转译器
来解释一下为什么，编译指的是将一种编程语言转成另一种编程语言，主要是高级语言到低级语言的转换。
高级语言：有很多用于描述逻辑的语言特性，比如分支、循环、函数、面向对象等，接近人的思维，可以让开发者快速的通过它来表达各种逻辑。比如 c++、javascript。
低级语言：与硬件和执行细节有关，会操作寄存器、内存，具体做内存与寄存器之间的复制，需要开发者理解熟悉计算机的工作原理，熟悉具体的执行细节。比如汇编语言、机器语言。
一般编译器 Compiler 是指高级语言到低级语言的转换工具，对于高级语言到高级语言的转换工具，被叫做转译器 (Transpiler)，转译器是一种 source-to-source 的 Compiler。
babel 就是一个 Javascript Transpiler。
babel 的原理
在解释这个问题之前，我们需要了解几个概念
AST：抽象语法树，它以树状的形式表现编程语言的语法结构，树上的每个节点都表示源代码中的一种结构。不同的语言生成 AST 规则不同，在 JS 中，AST 就是一个用于描述代码的 JSON 串
token：指语言中不可再分的最小的单词。如 JS 中的 let、const 等
sourcemap：源码映射，记录了源码到目标代码的转换关系，通过它我们可以找到目标代码中每一个节点对应的源码位置。
babel 是 source-to-source 的转换，整体编译流程分为三步：
- parse（解析）：通过 parse 把源码转换成 AST
- transform（转换）：遍历 AST，调用各种 transform 插件对 AST 进行增删改
- generate（生成）：将转换后的 AST 转换成字符串形式的代码，并生成 sourcemap
parse（解析）
首先 babel 解析源代码生成 AST，那么为什么要生成 AST 呢？
首先 AST 省略了一些无意义的分隔符，如;、{、}等，分析一个 AST 和直接分析源码相比，肯定是分析 AST 简单
其次，生成了 AST 之后，之后就可以通过修改 AST 来修改代码，为之后的 transform 和 generate 流程提供了便利
生成 AST 的过程分为词法分析和语法分析
词法分析就是把源码分为一个个的 token，而语法分析就是将 token 根据不同的语法结构生成 AST
transform（转换）
transform 阶段会对 parse 生成的 AST 进行处理，使 AST 符合目标环境的 js 代码规范
babel 会对 AST 进行遍历，遍历的过程中处理到不同的 AST 节点会调用注册的相应的 visitor 中的函数，visitor 中的函数可以对 AST 节点进行增删改，返回新的 AST（可以指定是否继续遍历新生成的 AST）。这样遍历完一遍 AST 之后就完成了对代码的修改。
当 Babel 处理一个节点时，是以访问者的形式获取节点信息，并进行相关操作，这种方式是通过 visitor（访问者）对象来完成的
generate（生成）
generate 阶段把最终（经过一系列转换之后）的 AST 转换成目标代码，同时还会创建 sourcemap
babel 会深度优先遍历整个 AST，然后构建可以表示转换后代码的字符串。
AST
AST 也是有标准的，JS parser 的 AST 大多是 ESTree 标准，从 SpiderMonkey 的 AST 标准扩展而来。
接下来我们来了解一下 AST 中的常见节点
Literal
Literal 是字面量的意思，比如 let name = 'guang'中，'guang'就是一个字符串字面量 StringLiteral，相应的还有 数字字面量 NumericLiteral，布尔字面量 BooleanLiteral，字符串字面量 StringLiteral，正则表达式字面量 RegExpLiteral 等。
代码中的字面量很多，babel 就是通过 xxLiteral 来抽象这部分内容的。
Identifier
Identifer 是标识符的意思，变量名、属性名、参数名等各种声明和引用的名字，都是 Identifer。我们知道，JS 中的标识符只能包含字母或数字或下划线（“_”）或美元符号（“$”），且不能以数字开头。这是 Identifier 的词法特点。
下面这段代码中的 Identifier 有哪些？
const name = "guang"
function say(name) {
console.log(name)
}
const obj = {
name: "guang",
}
答案是这些
Identifier 是变量和变量的引用，代码中也是随处可见。
Statement
statement 是语句，它是可以独立执行的单位，比如 break，continue，debugger，return 或者 if 语句、while 语句、for 语句，还有声明语句，表达式语句等。我们写的每一条可以独立执行的代码，都是语句。
语句末尾一般会加一个分号分隔，或者用换行分隔。
下面这些我们经常写的代码，每一行都是一个 Statement：
break;
continue;
return;
debugger;
throw Error();
{}
try {} catch(e) {} finally{}
for (let key in obj) {}
for (let i = 0;i < 10;i ++) {}
while (true) {}
do {} while (true)
switch (v){case 1: break;default:;}
label: console.log();
with (a){}
他们对应的 AST 节点如图所示
语句是代码执行的最小单位，可以说，代码是由语句（Statement）构成的。
Declaration
声明语句是一种特殊的语句，它执行的逻辑是在作用域内声明一个变量、函数、class、import、export 等。
比如下面这些声明语句：
const a = 1
function b() {}
class C {}
import d from "e"
export default e = 1
export { e }
export * from "e"
他们对应的 AST 节点如图：
声明语句用于定义变量，变量声明也是代码中一个基础的部分。
Expression
expression 是表达式，特点是执行完以后有返回值，这是和语句 (statement) 的区别。
下面是一些常见的表达式
[1,2,3]
a = 1
1 + 2;
-1;
function(){};
() => {};
class{};
a;
this;
super;
a::b;
它们对应的 AST 如图：
细心的同学可能会问 identifier 和 super 怎么也是表达式呢？
其实有的节点可能会是多种类型，identifier、super 有返回值，符合表达式的特点，所以也是 expression。
我们判断 AST 节点是不是某种类型要看它是不是符合该种类型的特点，比如语句的特点是能够单独执行，表达式的特点是有返回值。
有的表达式可以单独执行，符合语句的特点，所以也是语句，比如赋值表达式、数组表达式等，但有的表达式不能单独执行，需要和其他类型的节点组合在一起构成语句。比如匿名函数表达式和匿名 class 表达式单独执行会报错
function(){};
class{}
需要和其他部分一起构成一条语句，比如组成赋值语句
a = function () {}
b = class {}
表达式语句解析成 AST 的时候会包裹一层 ExpressionStatement 节点，代表这个表达式是被当成语句执行的。
表达式的特点是有返回值，有的表达式可以独立作为语句执行，会包裹一层 ExpressionStatement。
Class
class 的语法比较特殊，有专门的 AST 节点来表示。
整个 class 的内容是 ClassBody，属性是 ClassProperty，方法是 ClassMethod（通过 kind 属性来区分是 constructor 还是 method）。
比如下面的代码
class Guang extends Person {
name = "guang"
constructor() {}
eat() {}
}
对应的 AST 是这样的
class 是 es next 的语法，babel 中有专门的 AST 来表示它的内容。
Modules
es module 是语法级别的模块规范，所以也有专门的 AST 节点。
import
import 有 3 种语法：
named import：
import { c, d } from "c"
default import：
import a from "a"
namespaced import:
import * as b from "b"
这 3 种语法都对应 ImportDeclaration 节点，但是 specifiers 属性不同，分别对应 ImportSpecifier、ImportDefaultSpecifier、ImportNamespaceSpecifier。
图中黄框标出的是 specifier 部分。可以直观的看出整体结构相同，只是 specifier 部分不同，所以 import 语法的 AST 的结构是 ImportDeclaration 包含着各种 import specifier。
export
export 也有 3 种语法：
named export：
export { b, d }
default export：
export default a
all export：
export * from "c"
分别对应 ExportNamedDeclaration、ExportDefaultDeclaration、ExportAllDeclaration 的节点
其中 ExportNamedDeclaration 才有 specifiers 属性，其余两种都没有这部分（也比较好理解，export 不像 import 那样结构类似，这三种 export 语法结构是不一样的，所以不是都包含 specifier）。
比如这三种 export
export { b, d }
export default a
export * from "c"
对应的 AST 节点为
import 和 export 是语法级别的模块化实现，也是经常会操作的 AST。
Program & Directive
program 是代表整个程序的节点，它有 body 属性代表程序体，存放 statement 数组，就是具体执行的语句的集合。还有 directives 属性，存放 Directive 节点，比如"use strict" 这种指令会使用 Directive 节点表示。
Program 是包裹具体执行语句的节点，而 Directive 则是代码中的指令部分。
File & Comment
babel 的 AST 最外层节点是 File，它有 program、comments、tokens 等属性，分别存放 Program 程序体、注释、token 等，是最外层节点。
注释分为块注释和行内注释，对应 CommentBlock 和 CommentLine 节点。
AST 可视化查看工具
当然，我们并不需要记什么内容对应什么 AST 节点，可以通过 astexplorer.net 这个网站来直观的查看。
这个网站可以查看代码 parse 以后的结果，但是如果想查看全部的 AST 可以在 babel parser 仓库里的 AST 文档 里查，或者直接去看 @babel/types 的 typescript 类型定义。