给萌新的 TS custom transformer plugin 教程——TypeScript 自定义转换器插件

xuld 2020-03-18 我要评论

xuld/原创

Custom transformer （自定义转换器）是干什么的

简单说，TypeScript 可以将 TS 源码编译成 JS 代码，自定义转换器插件则可以让你定制生成的代码。比如删掉代码里的注释、改变变量的名字、将类转换为函数等等。

TypeScript 将 TS 代码编译到 JS 的功能，其实也是通过内置的转换器实现的，从 TS 2.3 开始，TS 将此功能开放，允许开发者编写自定义的转换器。

预备知识

语法树

语法树是用于表示语法的数据结构。具体请参考我的另一个篇文章：https://www.cnblogs.com/xuld/p/12238167.html 。

转换器原理

TS 源码会先被解析为语法树，然后通过弱干个转换器生成新的语法树，最后通过代码打印器将语法树转回源码。

转换器本质就是一个函数，这个函数接收一个语法树，并返回转换后的新语法树。

自定义转换器分 before 和 after，其中，before 是位于内置转换器之前（转换 TS 代码），after 是位于内置转换器之后（转换已处理的 JS 代码）。

如何使用转换器

官方的 tsc 命令不支持加载自定义插件，但还有很多方法使用自定义转换器:

直接调用 TS 编译器的 API 编译代码
使用社区提供的 TTypeScript 项目：https://github.com/cevek/ttypescript
使用 Webpack+TS-loader 编译项目，并且在 TS-loader 配置自定义转换插件：

{
    test: /\.ts$/,
    loader: 'ts-loader',
    options: { 
        getCustomTransformers(program) {
            return {
                before: [myTransformer],
                after: []
            }
        }
    }
}

其中，myTransformer 就是一个转换器。这里接收一个数组，可以传递多个转换器函数。

Hello world

按惯例先来一个简单的例子，教你如何写一个转换器。

目标：将下面源码中字符串的内容改成 “Hello world”

console.log("Hello xuld")

1. 新建一个 hello.js，内容如下:

const ts = require("typescript")

// 这是一个自定义转换器
function createTransformer() {
    return context => {
        return node => ts.visitNode(node, visit)

        function visit(node) {
            // 如果发现字符串，替换为自己的内容
            if (ts.isStringLiteral(node)) {
                return ts.createStringLiteral("Hello world")
            }
            // 其它节点保持不变
            return ts.visitEachChild(node, visit, context)
        }
    }
}

2. 测试自定义转换器

为学习方便，这里采用直接调用 TS API 的方案使用转换器

const ts = require("typescript")

// 要编译的源码
const source = `console.log("Hello xuld")`

// 编译源码
const result = ts.transpileModule(source, {
    transformers: { before: [createTransformer()] }
})

// 打印结果
console.log(result.outputText)

使用 node 执行以上代码可以看到最终的结果。

实现转换器

转换器的职责是接收一个语法树节点，然后返回生成的新节点，如果这个节点无需变化（多数情况），可以返回节点本身。

需要特别注意的是：转换器只会生成新的节点，而不会修改原有节点。

这是因为一个节点会在多个地方被使用，而且很多地方针对节点作了缓存，为了确保系统稳定性，禁止修改节点可以避免很多意外的错误。

语法树是一种有层级的树结构，只要任何一个节点变化，这个节点的所有父节点都需要重新生成。为了避免每次重新创建大量节点浪费性能，TS 提供了 ts.visitNode，这个 API 接收一个节点和一个回调函数，然后将节点传递给回调函数，回调函数负责返回新节点，如果新节点和原节点相同，则重用旧节点，否则自动创建新的父节点。对用户而言，我们只需要使用 ts.visitNode 找出需要处理的节点并返回新节点，其它情况使用默认的 ts.visitEachChild 即可。

简而言之，无论你要做什么功能的转换器，不用在意原理，只要按这个模板填代码即可：

function createTransformer() {
    return context => {
        return node => ts.visitNode(node, visit)

        function visit(node) {
            // 其它代码不变，只需修改下面的部分
            // =======================================
            if (判断节点的类型(node)) {
                return 创建转换的节点(node)
            }
            if (判断节点的类型(node)) {
                return 创建转换的节点(node)
            }
            // =======================================

            return ts.visitEachChild(node, visit, context)
        }
    }
}

判断节点的类型

要判断节点的类型，可以通过 node.kind === SyntaxKind.xxx 比较，也可以通过 ts.isXXX(node)：

如果你不清楚你要处理的这个语法对于的类型叫什么，可以使用 AstExplorer 。

创建转换的节点

创建转换后的新节点有两种方式：一种是最简单的，使用 ts.createXXX 创建；还有一种 ts.updateXXX 是基于已有的节点，如果节点发生变化则创建新节点，否则重用节点（主要为了节约内存损耗）。

比如要创建一个表示 a + 1 的节点：

ts.createBinary(ts.createIdentifier("a"), ts.SyntaxKind.PlusToken, ts.createNumericLiteral(1))

替换变量名

按以上的思路，替换变量名就需要：先找出变量名对应的节点，然后返回替换后的新变量名：

// 将代码中变量 foo 变成 goo  
if (ts.isIdentifier(node) && node.text === "goo") {
    return ts.createIdentifier("goo")
}

但这里有个问题，就是变量名、函数名、类名也都是 Identifier 类型的节点，上面代码会全部换掉，有时，我们只希望处理某些条件下的节点，这时可以添加更多的判断，比如只替换作为函数名调用的 foo() 中的 foo，但不替换其它场景：

if (ts.isIdentifier(node) && node.text === "goo" &&
    ts.isCallExpression(node.parent) && node.parent.expression === node) {
    return ts.createIdentifier("goo")
}

转换上下文

所有转换器都接收一个参数 context，表示转换的上下文。转换的上下文主要用于：

提供了一些实用的 API
在多个转换器之间共享数据
注册生成节点为字符串时的附加事件

自动生成变量

目标：支持 case 语句中使用 it 关键字：

源代码：

switch (1 + 1) {
    case it == 2:
}

转换后：

var _t_1;
_t_1 = 1 + 1
switch (true) {
    case _t_1 == 2:
}

代码如下：

function createTransformer() {
    return context => {
        return node => ts.visitNode(node, visit)

        function visit(node) {
            if (ts.isSwitchStatement(node)) {
                // 创建临时变量
                const name = ts.createUniqueName("_t")
                // 插入变量
                context.hoistVariableDeclaration(name)
                // 生成两行代码
                return [
                    // 赋值变量
                    ts.createExpressionStatement(ts.createAssignment(name, node.expression)),
                    // 将 switch 的条件改为 true
                    ts.createSwitch(ts.createTrue(), ts.visitEachChild(node.caseBlock, child => visitSwitch(child, name), context))
                ]
            }
            // 其它节点保持不变
            return ts.visitEachChild(node, visit, context)
        }

        function visitSwitch(node, name) {
            // 将 it 变为新的变量名
            if (ts.isIdentifier(node) && node.text === "it") {
                return name
            }
            // 其它节点保持不变
            return ts.visitEachChild(node, child => visitSwitch(child, name), context)
        }
    }
}

思路：先创建一个临时变量，存放 switch 条件内容，然后将原始条件改成 true，并将内部 it 替换掉。

报错

在转换时，如果需要报错，可以使用 context.addDiagnostic(diag)

使用类型信息

在实际场景中，可能需要用到代码的类型信息（比如变量有没有定义，变量在哪些地方被使用，变量的类型）

转换器本身并没有直接提供这些信息，但可以通过 program.getTypeChecker() 获取到 TypeChecker，然后通过 TypeChecker 提供的丰富 API 获取到这些信息。

如果是采用了 ts-loader, program 对象通过 getCustomTransformer() 的参数得到。

[[[TODO: 更多的案例待阅读量超过1000后添加]]]