Vue 3源码极客之：`Vue`的`SFC`编译器：如何将`script setup`中的`defineProps`和`defineEmits`编译成`js`代码。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

同学们，各位靓仔靓女，大家好！今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里一个相当有意思的东西：SFC（Single-File Component）编译器，特别是它怎么把 <script setup> 里的 defineProps 和 defineEmits 编译成咱们浏览器能跑的 JavaScript 代码。别怕，听起来高大上，其实拆开揉碎了，也就那么回事儿。咱们争取用最通俗易懂的方式，把这块骨头啃下来。

第一部分：SFC 编译器的角色和基本流程

首先，得搞清楚 SFC 编译器是干啥的。简单来说，它就是个翻译官，把咱们写的 .vue 文件（里面包含了 template, script, style 等等）翻译成 JavaScript 代码，让浏览器能够理解并执行。

defineProps 和 defineEmits 是 Vue 3 <script setup> 语法糖提供的两个 API，用来声明组件的 props 和 emits。编译器要做的，就是把这些声明转换成 Vue 组件选项对象里的 props 和 emits 选项。

编译流程大概是这样的：

解析 (Parsing): 把 .vue 文件拆成 template、script、style 等不同的块（block）。
转换 (Transforming): 对 script 块进行语法分析，找到 defineProps 和 defineEmits 调用。
代码生成 (Code Generation): 根据 defineProps 和 defineEmits 的内容，生成 props 和 emits 选项。
最终输出: 把各个块的代码组合起来，生成最终的 JavaScript 代码。

第二部分：defineProps 的编译

defineProps 可以有两种用法：

运行时声明 (Runtime Declaration): 直接传入一个对象，描述 props 的类型、默认值等等。
类型声明 (Type Declaration): 使用 TypeScript 的类型注解来声明 props。

1. 运行时声明的编译

例如，咱们有这么一个组件：

<script setup>
const props = defineProps({
  name: {
    type: String,
    required: true
  },
  age: {
    type: Number,
    default: 18
  }
})
</script>

编译器会把它转换成类似这样的 JavaScript 代码：

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  props: {
    name: {
      type: String,
      required: true
    },
    age: {
      type: Number,
      default: 18
    }
  },
  setup(props) {
    // ... 组件逻辑 ...
    return {}
  }
});

关键点在于，编译器会把 defineProps 的参数对象原封不动地放到组件选项的 props 选项里。

2. 类型声明的编译（重点来了！）

类型声明就比较复杂了，因为编译器需要从 TypeScript 类型信息中提取出 props 的类型、是否必填等等信息。先看个例子：

<script setup lang="ts">
interface Props {
  message: string;
  count?: number;
  items: string[];
  obj: { x: number; y: number };
  callback: (id: number) => void;
}

const props = defineProps<Props>();
</script>

这里用 TypeScript 的 interface 定义了一个 Props 类型，包含了 message (必填字符串), count (可选数字), items (字符串数组), obj (包含 x 和 y 属性的对象) 和 callback (接收 number 类型参数的函数) 等属性。

编译器会把这段代码转换成什么样呢？大概会是这样:

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  props: {
    message: {
      type: String,
      required: true
    },
    count: {
      type: Number,
      required: false  // 或者根本不生成这一行
    },
    items: {
      type: Array,
      validator: (value) => Array.isArray(value) && value.every(item => typeof item === 'string')
    },
    obj: {
      type: Object,
      validator: (value) => typeof value === 'object' && value !== null && typeof value.x === 'number' && typeof value.y === 'number'
    },
    callback: {
      type: Function
    }
  },
  setup(props) {
    // ... 组件逻辑 ...
    return {}
  }
});

可以看到，编译器做了很多工作：

提取类型信息: 从 Props 接口里提取出每个属性的类型。
处理可选属性: 把可选属性（例如 count?）的 required 设置为 false (或者直接省略 required 属性，因为默认就是 false)。
生成验证器 (Validator): 对于数组和对象等复杂类型，生成相应的验证器函数，确保传入的值符合类型定义。
函数类型的处理: 对于函数类型的 prop，只简单地设置 type: Function，因为没办法在运行时精确地验证函数的参数类型和返回值类型。

具体实现细节 (Simplified):

虽然 Vue 3 源码很复杂，但是 defineProps 类型声明编译的核心逻辑可以简化成这样：

function compileDefineProps(node) {
  // node 是 defineProps 的 AST 节点
  const typeArgument = node.typeParameters.params[0]; // 获取类型参数，例如 Props

  // 从类型参数中提取类型信息（这里只是伪代码，实际实现会复杂得多）
  const propsInfo = extractPropsInfoFromType(typeArgument);

  const propsOptions = {};

  for (const propName in propsInfo) {
    const propInfo = propsInfo[propName];
    const propOptions = {};

    propOptions.type = mapTypeToVueType(propInfo.type); // 把 TypeScript 类型转换成 Vue 的类型

    if (propInfo.required) {
      propOptions.required = true;
    }

    if (propInfo.validator) {
      propOptions.validator = propInfo.validator;
    }

    propsOptions[propName] = propOptions;
  }

  // 生成 props 选项的代码
  return generatePropsOptionsCode(propsOptions);
}

// 伪代码：从 TypeScript 类型中提取 props 信息
function extractPropsInfoFromType(typeNode) {
  // 这部分需要用到 TypeScript 编译器 API，非常复杂
  // ...
  return {
    message: { type: 'string', required: true },
    count: { type: 'number', required: false },
    items: { type: 'string[]', required: true, validator: /* ... */ },
    // ...
  };
}

// 伪代码：把 TypeScript 类型转换成 Vue 的类型
function mapTypeToVueType(type) {
  switch (type) {
    case 'string': return 'String';
    case 'number': return 'Number';
    case 'boolean': return 'Boolean';
    case 'string[]': return 'Array';
    case 'object': return 'Object';
    case 'function': return 'Function';
    default: return 'null'; // 或者抛出错误
  }
}

// 伪代码：生成 props 选项的代码
function generatePropsOptionsCode(propsOptions) {
  // ...
  return `props: ${JSON.stringify(propsOptions)}`;
}

这段代码只是为了说明编译过程，实际的 Vue 3 源码要复杂得多，因为它需要处理各种 TypeScript 的类型，包括联合类型、交叉类型、泛型等等。而且，它还使用了 TypeScript 编译器 API 来分析类型信息。

挑战：复杂的类型

处理复杂的类型是 defineProps 类型声明编译的最大挑战。例如，如果 props 的类型是联合类型：

interface Props {
  status: 'active' | 'inactive' | number;
}

编译器需要能够提取出所有可能的类型，并生成相应的验证器。或者，如果 props 的类型是泛型：

interface Props<T> {
  data: T;
}

编译器需要能够推断出泛型的实际类型，并生成相应的代码。这些都需要编译器具备强大的类型分析能力。

第三部分：defineEmits 的编译

defineEmits 和 defineProps 类似，也有两种用法：

运行时声明 (Runtime Declaration): 传入一个字符串数组，表示组件可以触发的事件。
类型声明 (Type Declaration): 使用 TypeScript 的类型注解来声明事件及其参数类型。

1. 运行时声明的编译

例如：

<script setup>
const emit = defineEmits(['update:modelValue', 'custom-event']);
</script>

编译器会把它转换成类似这样的 JavaScript 代码：

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  emits: ['update:modelValue', 'custom-event'],
  setup(props, { emit }) {
    // ... 组件逻辑 ...
    return {}
  }
});

很简单，直接把字符串数组放到组件选项的 emits 选项里。

2. 类型声明的编译

类型声明就比较有趣了，它可以让咱们在触发事件的时候，获得类型检查，防止传错参数。先看个例子：

<script setup lang="ts">
interface Emits {
  (e: 'update:modelValue', value: string): void;
  (e: 'custom-event', id: number, name: string): void;
}

const emit = defineEmits<Emits>();

function handleClick() {
  emit('update:modelValue', 'new value'); // 正确
  emit('custom-event', 123, 'hello'); // 正确
  // emit('update:modelValue', 123); // 错误：类型不匹配
}
</script>

这里用 TypeScript 的 interface 定义了一个 Emits 类型，它描述了组件可以触发的两个事件：

update:modelValue：接收一个字符串类型的参数。
custom-event：接收一个数字类型的 id 和一个字符串类型的 name。

编译器会把这段代码转换成什么样呢？实际上，对于 emits 选项，类型声明并不会直接影响它的值。 emits 选项仍然是一个字符串数组。

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  emits: ['update:modelValue', 'custom-event'],
  setup(props, { emit }) {
    // ... 组件逻辑 ...
    return {}
  }
});

为什么 emits 选项仍然是字符串数组？

因为 Vue 在运行时并不需要知道事件的参数类型。它只需要知道组件可以触发哪些事件。类型检查是在 TypeScript 编译阶段完成的，而不是在运行时。

类型声明的作用是什么？

类型声明的主要作用是提供类型提示和类型检查。在 emit 函数调用的时候，TypeScript 编译器会根据 Emits 类型，检查传入的参数是否符合类型定义。如果参数类型不匹配，编译器会报错。

具体实现细节 (Simplified):

function compileDefineEmits(node) {
  // node 是 defineEmits 的 AST 节点
  const typeArgument = node.typeParameters.params[0]; // 获取类型参数，例如 Emits

  // 从类型参数中提取事件名称（这里只是伪代码，实际实现会复杂得多）
  const emitsInfo = extractEmitsInfoFromType(typeArgument);

  const emitsOptions = emitsInfo.map(emitInfo => emitInfo.name);

  // 生成 emits 选项的代码
  return generateEmitsOptionsCode(emitsOptions);
}

// 伪代码：从 TypeScript 类型中提取事件信息
function extractEmitsInfoFromType(typeNode) {
  // 这部分需要用到 TypeScript 编译器 API，非常复杂
  // ...
  return [
    { name: 'update:modelValue', parameters: ['string'] },
    { name: 'custom-event', parameters: ['number', 'string'] }
  ];
}

// 伪代码：生成 emits 选项的代码
function generateEmitsOptionsCode(emitsOptions) {
  // ...
  return `emits: ${JSON.stringify(emitsOptions)}`;
}

同样，这段代码只是为了说明编译过程，实际的 Vue 3 源码要复杂得多。特别是 extractEmitsInfoFromType 函数，需要用到 TypeScript 编译器 API 来分析类型信息。

第四部分：总结与思考

今天咱们简单地聊了聊 Vue 3 SFC 编译器如何把 <script setup> 里的 defineProps 和 defineEmits 编译成 JavaScript 代码。

defineProps 的运行时声明比较简单，直接把参数对象放到组件选项的 props 选项里。
defineProps 的类型声明比较复杂，需要从 TypeScript 类型信息中提取出 props 的类型、是否必填等等信息，并生成相应的验证器。
defineEmits 的运行时声明也很简单，直接把字符串数组放到组件选项的 emits 选项里。
defineEmits 的类型声明主要用于提供类型提示和类型检查，不会直接影响 emits 选项的值。

通过学习 SFC 编译器的实现，咱们可以更深入地理解 Vue 3 的工作原理，也能够更好地利用 TypeScript 来编写 Vue 组件。

一些思考题：

如果 defineProps 的类型声明中使用了复杂的类型，例如联合类型、交叉类型、泛型等等，编译器应该如何处理？
defineEmits 的类型声明只能提供类型检查，不能在运行时验证事件参数的类型，这是否会带来一些问题？有没有更好的解决方案？
除了 defineProps 和 defineEmits，<script setup> 还提供了其他的 API，例如 defineExpose 和 withDefaults，编译器又是如何处理它们的？

希望今天的分享对大家有所帮助。谢谢大家！下课！

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