阐述 Vue 3 源码中 `script setup` 语法糖的编译原理，它如何将顶级声明转换为 `setup` 函数的返回值。

Vue 3 script setup: 顶级魔法背后的编译戏法

大家好！今天我们来聊聊 Vue 3 中最令人兴奋的特性之一：script setup 语法糖。这玩意儿简直就像给 Vue 组件注入了一剂兴奋剂，让我们的代码更简洁、更易读。但你有没有想过，这看似简单的语法糖背后，到底发生了什么？script setup 究竟是如何将我们写在 <script> 标签顶层的变量、函数，变成 setup 函数返回值的？

今天，我们就来扒一扒 script setup 的源码，看看它到底是怎么玩转这些魔法的。准备好了吗？系好安全带，我们要开始探索 Vue 编译器的奇妙世界啦！

1. script setup：我们的好朋友

首先，让我们简单回顾一下 script setup 的基本用法。假设我们有这样一个组件：

<template>
  <div>
    <h1>{{ message }}</h1>
    <button @click="increment">Count is: {{ count }}</button>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue'

const message = 'Hello from script setup!'
const count = ref(0)

function increment() {
  count.value++
}
</script>

这段代码非常简洁，我们直接在 <script setup> 标签内定义了 message、count 和 increment 函数。它们可以直接在模板中使用，无需显式地从 setup 函数中返回。

但是，传统的 Vue 组件写法是这样的：

<template>
  <div>
    <h1>{{ message }}</h1>
    <button @click="increment">Count is: {{ count }}</button>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue'

export default {
  setup() {
    const message = 'Hello from setup!'
    const count = ref(0)

    function increment() {
      count.value++
    }

    return {
      message,
      count,
      increment
    }
  }
}
</script>

可以看到，script setup 省去了 export default、setup 函数，以及烦人的 return 语句。这简直是代码洁癖者的福音！

2. 编译器的视角：script setup 的本质

script setup 的核心在于编译器的转换。Vue 编译器会把 <script setup> 中的代码转换成一个标准的 setup 函数，并自动处理变量和函数的导出。

简单来说，编译器会做以下几件事：

1. 解析 AST (Abstract Syntax Tree): 将 <script setup> 中的代码解析成抽象语法树。AST 就像是代码的骨架，包含了代码的结构信息。
2. 分析依赖: 识别 import 语句，确定组件依赖的模块。
3. 转换顶级声明: 将顶级变量、函数等声明转换成 setup 函数的返回值。
4. 处理 ref 和 reactive: 自动为 ref 和 reactive 创建响应式代理。
5. 生成 render 函数: 根据模板生成渲染函数，将数据绑定到视图。

3. 源码剖析：compileScript 函数

要理解 script setup 的编译原理，我们首先要找到负责处理 <script setup> 标签的函数。这个函数就是 compileScript。

compileScript 函数位于 Vue 编译器的源码中，它的主要作用是将 <script> 标签内的代码转换成可执行的 JavaScript 代码。当编译器遇到 <script setup> 标签时，它会调用 compileScript 函数，并传入一些配置信息，包括：

• source: <script setup> 标签内的源代码。
• id: 组件的 ID。
• isTS: 是否是 TypeScript 代码。
• template: 组件的模板 AST。
• inlineTemplate: 是否使用内联模板。

compileScript 函数的简化版代码如下：

function compileScript(options: SFCParseResult, descriptor: SFCDescriptor) {
  const { scriptSetup, script } = descriptor;

  if (!scriptSetup) {
    return null;
  }

  const bindings = analyzeBindings(script, scriptSetup);
  const setupResult = transformScriptSetup(scriptSetup, bindings, options);

  return {
    content: setupResult.code,
    map: setupResult.map,
    bindings
  }
}

这个函数主要做了几件事：

1. 获取 <script setup> 和 <script> 的内容: 从 descriptor 对象中获取 <script setup> 和 <script> 标签的内容。
2. 分析绑定 (analyzeBindings): 分析 <script> 和 <script setup> 中的变量和函数，确定它们的作用域和类型。
3. 转换 <script setup> (transformScriptSetup): 这是最核心的步骤，它将 <script setup> 中的代码转换成 setup 函数的返回值。

4. transformScriptSetup：魔法的发生地

transformScriptSetup 函数是 script setup 编译的核心。它接收 <script setup> 的 AST、绑定信息，以及一些编译选项，然后将 <script setup> 中的代码转换成 setup 函数的返回值。

这个函数的主要流程如下：

1. 解析 AST: 将 <script setup> 中的代码解析成抽象语法树 (AST)。
2. 收集顶级声明: 遍历 AST，收集所有顶级变量、函数、import 语句等声明。
3. 处理 ref 和 reactive: 如果变量使用了 ref 或 reactive，则自动为它们创建响应式代理。
4. 生成 setup 函数的返回值: 将收集到的变量和函数转换成 setup 函数的返回值，通常是一个对象。
5. 生成渲染函数 (render): 根据模板生成渲染函数，将数据绑定到视图。

下面，我们来详细分析 transformScriptSetup 函数的关键步骤。

4.1 收集顶级声明

transformScriptSetup 函数首先会遍历 <script setup> 的 AST，收集所有的顶级声明。这些声明包括：

• 变量声明 (VariableDeclaration): const a = 1;、let b = 2;、var c = 3;
• 函数声明 (FunctionDeclaration): function foo() {}
• 类声明 (ClassDeclaration): class MyClass {}
• import 语句 (ImportDeclaration): import { ref } from 'vue'
• export 语句 (ExportDeclaration): export default {}

例如，对于以下代码：

import { ref } from 'vue'

const message = 'Hello'
const count = ref(0)

function increment() {
  count.value++
}

transformScriptSetup 函数会收集到以下声明：

• import { ref } from 'vue'
• const message = 'Hello'
• const count = ref(0)
• function increment() { count.value++ }

4.2 处理 ref 和 reactive

script setup 的一个重要特性是，它可以自动将 ref 和 reactive 创建的变量转换为响应式代理。这意味着，我们不需要手动调用 unref 来访问 ref 的值。

transformScriptSetup 函数会检测变量是否使用了 ref 或 reactive，如果是，则自动生成代码，将变量转换为响应式代理。

例如，对于以下代码：

import { ref } from 'vue'

const count = ref(0)

transformScriptSetup 函数会生成类似以下的代码：

import { ref, unref } from 'vue'

let count = ref(0)

// 自动 unref
const __count = {
  get value() {
    return unref(count)
  },
  set value(val) {
    count.value = val
  }
}

这样，我们就可以直接在模板中使用 count，而不需要显式地调用 count.value。

4.3 生成 setup 函数的返回值

transformScriptSetup 函数的最后一步是生成 setup 函数的返回值。它会将收集到的变量和函数转换成一个对象，作为 setup 函数的返回值。

例如，对于以下代码：

import { ref } from 'vue'

const message = 'Hello'
const count = ref(0)

function increment() {
  count.value++
}

transformScriptSetup 函数会生成类似以下的代码：

import { ref, unref } from 'vue'

let message = 'Hello'
let count = ref(0)

function increment() {
  count.value++
}

return {
  message,
  count: __count, // 响应式代理
  increment
}

可以看到，transformScriptSetup 函数将 message、count 和 increment 函数转换成一个对象，作为 setup 函数的返回值。

5. 编译结果：render 函数

最终，经过编译器的转换，我们的 script setup 代码会被转换成一个标准的 Vue 组件，包含 setup 函数和 render 函数。

例如，对于我们最初的例子：

<template>
  <div>
    <h1>{{ message }}</h1>
    <button @click="increment">Count is: {{ count }}</button>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue'

const message = 'Hello from script setup!'
const count = ref(0)

function increment() {
  count.value++
}
</script>

经过编译后，会生成类似以下的代码：

import { ref, unref } from 'vue'

export default {
  setup() {
    let message = 'Hello from script setup!'
    let count = ref(0)

    function increment() {
      count.value++
    }

    const __count = {
      get value() {
        return unref(count)
      },
      set value(val) {
        count.value = val
      }
    }

    return {
      message,
      count: __count,
      increment
    }
  },
  render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
    return (
      Vue.openBlock(),
      Vue.createElementBlock("div", null, [
        Vue.createElementVNode("h1", null, Vue.toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */),
        Vue.createElementVNode(
          "button",
          { onClick: _ctx.increment },
          "Count is: " + Vue.toDisplayString(_ctx.count),
          9 /* TEXT, PROPS */,
          ["onClick"]
        )
      ])
    )
  }
}

可以看到，编译器自动生成了 setup 函数，并将我们在 <script setup> 中定义的变量和函数作为 setup 函数的返回值。同时，编译器还根据模板生成了 render 函数，将数据绑定到视图。

6. 总结：script setup 的优势

script setup 语法糖简化了 Vue 组件的编写，提高了开发效率。它的主要优势包括：

• 更简洁的代码: 无需显式地定义 setup 函数和 return 语句。
• 更好的可读性: 代码结构更清晰，易于理解。
• 自动响应式代理: 自动为 ref 和 reactive 创建响应式代理，减少了手动 unref 的操作。
• 更好的 TypeScript 支持: TypeScript 可以更好地推断 script setup 中的类型。

7. 表格总结

特性	描述
简化 setup	减少 export default 和 setup 函数的显式声明，代码更简洁。
自动导出	自动将顶级声明的变量和函数作为 setup 函数的返回值，无需手动 return。
响应式处理	自动处理 ref 和 reactive，创建响应式代理，减少手动 unref 的操作。
编译时优化	编译器可以更好地分析 script setup 中的代码，进行优化，提高性能。
TypeScript 支持	更好地支持 TypeScript，可以更准确地推断类型，减少类型错误。

8. 深入思考：script setup 的局限性

虽然 script setup 带来了很多便利，但它也有一些局限性：

• 无法使用 this: 在 script setup 中无法访问 this 上下文。
• 需要编译器支持: 只有 Vue 3 编译器才能正确处理 script setup 语法。
• 调试困难: 由于编译器会对代码进行转换，因此调试 script setup 代码可能会比较困难。

9. 总结

今天，我们一起深入探索了 Vue 3 script setup 语法糖的编译原理。我们了解了 compileScript 和 transformScriptSetup 函数的作用，以及它们是如何将 <script setup> 中的代码转换成 setup 函数的返回值。

script setup 极大地简化了 Vue 组件的编写，提高了开发效率。虽然它有一些局限性，但瑕不掩瑜，它仍然是 Vue 3 中最受欢迎的特性之一。

希望今天的讲座能让你对 script setup 有更深入的理解。下次再遇到 script setup 的时候，你可以骄傲地说：“这玩意儿，我懂！”

感谢大家的聆听！下课！