Vue源码解析之Template转化为AST的实现方法

什么是AST

在Vue的mount过程中，template会被编译成AST语法树，AST是指抽象语法树（abstract syntax tree或者缩写为AST），或者语法树（syntax tree），是源代码的抽象语法结构的树状表现形式。

Virtual Dom

Vue的一个厉害之处就是利用Virtual DOM模拟DOM对象树来优化DOM操作的一种技术或思路。

Vue源码中虚拟DOM构建经历 template编译成AST语法树 -> 再转换为render函数 最终返回一个VNode(VNode就是Vue的虚拟DOM节点)

本文通过对源码中AST转化部分进行简单提取，因为源码中转化过程还需要进行各种兼容判断，非常复杂，所以笔者对主要功能代码进行提取，用了300-400行代码完成对template转化为AST这个功能。下面用具体代码进行分析。

function parse(template) {
    var currentParent;  //当前父节点
    var root;      //最终返回出去的AST树根节点
    var stack = [];
    parseHTML(template, {
      start: function start(tag, attrs, unary) {
        ......
      },
      end: function end() {
       ......
      },
      chars: function chars(text) {
        ......
      }
    })
    return root
  }

第一步就是调用parse这个方法，把template传进来，这里假设template为 <div id="app"><span>{{message}}</span></div>

然后声明3个变量

currentParent -> 存放当前父元素，root -> 最终返回出去的AST树根节点，stack -> 一个栈用来辅助树的建立

接着调用parseHTML函数进行转化，传入template和options（包含3个方法 start,end,chars 等下用到这3个函数再进行解释）接下来先看parseHTML这个方法

function parseHTML(html, options) {
    var stack = [];  //这里和上面的parse函数一样用到stack这个数组 不过这里的stack只是为了简单存放标签名 为了和结束标签进行匹配的作用
    var isUnaryTag$$1 = isUnaryTag;  //判断是否为自闭合标签
    var index = 0;
    var last;
    while (html) {
      //　　第一次进入while循环时，由于字符串以<开头，所以进入startTag条件，并进行AST转换，最后将对象弹入stack数组中
      last = html;
      var textEnd = html.indexOf('<');
      if (textEnd === 0) {   // 此时字符串是不是以<开头
        // End tag:
        var endTagMatch = html.match(endTag);
        if (endTagMatch) {
          var curIndex = index;
          advance(endTagMatch[0].length);
          parseEndTag(endTagMatch[1], curIndex, index);
          continue
        }

        // Start tag:  // 匹配起始标签
        var startTagMatch = parseStartTag();  //处理后得到match
        if (startTagMatch) {
          handleStartTag(startTagMatch);
          continue
        }
      }

      // 初始化为undefined 这样安全且字符数少一点
      var text = (void 0), rest = (void 0), next = (void 0);
      if (textEnd >= 0) {   // 截取<字符索引 => </div> 这里截取到闭合的<
        rest = html.slice(textEnd); //截取闭合标签
        // 处理文本中的<字符
        // 获取中间的字符串 => {{message}}
        text = html.substring(0, textEnd); //截取到闭合标签前面部分
        advance(textEnd);        //切除闭合标签前面部分

      }
      // 当字符串没有<时
      if (textEnd < 0) {
        text = html;
        html = '';
      }
      // // 处理文本
      if (options.chars && text) {
        options.chars(text);
      }
    }
  }

函数进入while循环对html进行获取<标签索引 var textEnd = html.indexOf('<');如果textEnd === 0 说明当前是标签<xxx>或者</xxx> 再用正则匹配是否当前是结束标签</xxx>。var endTagMatch = html.match(endTag); 匹配不到那么就是开始标签，调用parseStartTag()函数解析。

function parseStartTag() {   //返回匹配对象
  var start = html.match(startTagOpen);     // 正则匹配
  if (start) {
    var match = {
      tagName: start[1],    // 标签名(div)
      attrs: [],        // 属性
      start: index       // 游标索引(初始为0)
    };
    advance(start[0].length);
    var end, attr;
    while (!(end = html.match(startTagClose)) && (attr = html.match(attribute))) { 
      advance(attr[0].length); 
      match.attrs.push(attr);
    }
    if (end) {
      advance(end[0].length);   // 标记结束位置
      match.end = index;   //这里的index 是在 parseHTML就定义 在advance里面相加
      return match     // 返回匹配对象 起始位置 结束位置 tagName attrs
    }
  }
}

该函数主要是为了构建一个match对象，对象里面包含tagName(标签名)，attrs(标签的属性)，start(<左开始标签在template中的位置)，end(>右开始标签在template中的位置) 如template = <div id="app"><div><span>{{message}}</span></div></div> 程序第一次进入该函数 匹配的是div标签 所以tagName就是div
start：0 end:14 如图：

接着把match返回出去 作为调用handleStartTag的参数

var startTagMatch = parseStartTag();  //处理后得到match
if (startTagMatch) {
  handleStartTag(startTagMatch);
  continue
}

接下来看handleStartTag这个函数：

function handleStartTag(match) {
  var tagName = match.tagName;
  var unary = isUnaryTag$$1(tagName) //判断是否为闭合标签 
  var l = match.attrs.length;
  var attrs = new Array(l);
  for (var i = 0; i < l; i++) {
    var args = match.attrs[i];
    var value = args[3] || args[4] || args[5] || '';
    attrs[i] = {
      name: args[1],
      value: value
    };
  }
  if (!unary) {
    stack.push({tag: tagName, lowerCasedTag: tagName.toLowerCase(), attrs: attrs});
    lastTag = tagName;
  }
  if (options.start) {
    options.start(tagName, attrs, unary, match.start, match.end);
  }
  }

函数中分为3部分 第一部分是for循环是对attrs进行转化，我们从上一步的parseStartTag()得到的match对象中的attrs属性如图

当时attrs是上面图这样子滴 我们通过这个循环把它转化为只带name 和 value这2个属性的对象 如图:

接着判断如果不是自闭合标签，把标签名和属性推入栈中（注意 这里的stack这个变量在parseHTML中定义，作用是为了存放标签名 为了和结束标签进行匹配的作用。）接着调用最后一步 options.start 这里的options就是我们在parse函数中 调用parseHTML是传进来第二个参数的那个对象(包含start end chars 3个方法函数) 这里开始看options.start这个函数的作用：

start: function start(tag, attrs, unary) {
  var element = {
    type: 1,
    tag: tag,
    attrsList: attrs,
    attrsMap: makeAttrsMap(attrs),
    parent: currentParent,
    children: []
  };
  processAttrs(element);
  if (!root) {
    root = element;
  } 
  if(currentParent){
    currentParent.children.push(element);
    element.parent = currentParent;
  }
  if (!unary) {
    currentParent = element;
    stack.push(element);
  }
}

这个函数中 生成element对象 再连接元素的parent 和 children节点 最终push到栈中

此时栈中第一个元素生成 如图：

完成了while循环的第一次执行，进入第二次循环执行，这个时候html变成<span>{{message}}</span></div> 接着截取到<span> 处理过程和第一次一致 经过这次循环stack中元素如图：

接着继续执行第三个循环 这个时候是处理文本节点了 {{message}}

// 初始化为undefined 这样安全且字符数少一点
var text = (void 0), rest = (void 0), next = (void 0);
if (textEnd >= 0) {   // 截取<字符索引 => </div> 这里截取到闭合的<
  rest = html.slice(textEnd); //截取闭合标签
  // 处理文本中的<字符
  // 获取中间的字符串 => {{message}}
  text = html.substring(0, textEnd); //截取到闭合标签前面部分
  advance(textEnd);        //切除闭合标签前面部分
}
// 当字符串没有<时
if (textEnd < 0) {
  text = html;
  html = '';
}
// 另外一个函数
if (options.chars && text) {
  options.chars(text);
}

这里的作用就是把文本提取出来 调用options.chars这个函数 接下来看options.chars

chars: function chars(text) {
  if (!currentParent) {  //如果没有父元素 只是文本
    return
  }

  var children = currentParent.children; //取出children
  // text => {{message}}
  if (text) {
    var expression;
    if (text !== ' ' && (expression = parseText(text))) {
      // 将解析后的text存进children数组
      children.push({
        type: 2,
        expression: expression,
        text: text
      });
    } else if (text !== ' ' || !children.length || children[children.length - 1].text !== ' ') {
      children.push({
        type: 3,
        text: text
      });
    }
  }
}
})

这里的主要功能是判断文本是{{xxx}}还是简单的文本xxx,如果是简单的文本 push进父元素的children里面，type设置为3，如果是字符模板{{xxx}}，调用parseText转化。如这里的{{message}}转化为 _s(message)(加上_s是为了AST的下一步转为render函数，本文中暂时不会用到。) 再把转化后的内容push进children。

又走完一个循环了，这个时候html = </span></div> 剩下2个结束标签进行匹配了

var endTagMatch = html.match(endTag);
  if (endTagMatch) {
    var curIndex = index;
    advance(endTagMatch[0].length);
    parseEndTag(endTagMatch[1], curIndex, index);
    continue
  }

接下来看parseEndTag这个函数 传进来了标签名 开始索引和结束索引

function parseEndTag(tagName, start, end) {
  var pos, lowerCasedTagName;
  if (tagName) {
    lowerCasedTagName = tagName.toLowerCase();
  }
  // Find the closest opened tag of the same type
  if (tagName) { // 获取最近的匹配标签
    for (pos = stack.length - 1; pos >= 0; pos--) {
      // 提示没有匹配的标签
      if (stack[pos].lowerCasedTag === lowerCasedTagName) {
        break
      }
    }
  } else {
    // If no tag name is provided, clean shop
    pos = 0;
  }
  
  if (pos >= 0) {
    // Close all the open elements, up the stack
    for (var i = stack.length - 1; i >= pos; i--) {
      if (options.end) {
        options.end(stack[i].tag, start, end);
      }
    }
  
    // Remove the open elements from the stack
    stack.length = pos;
    lastTag = pos && stack[pos - 1].tag;
}

这里首先找到栈中对应的开始标签的索引pos，再从该索引开始到栈顶的所以元素调用options.end这个函数

end: function end() {
  // pop stack
  stack.length -= 1;
  currentParent = stack[stack.length - 1];
},

把栈顶元素出栈，因为这个元素已经匹配到结束标签了，再把当前父元素更改。终于走完了，把html的内容循环完，最终return root 这个root就是我们所要得到的AST

这只是Vue的冰山一角，文中有什么不对的地方请大家帮忙指正，本人最近也一直在学习Vue的源码，希望能够拿出来与大家一起分享经验，接下来会继续更新后续的源码，如果觉得有帮忙请给个Star哈

github地址为:https://github.com/zwStar/vue-ast 欢迎各位star或issues