JavaScript内核与高级编程之:`Eslint`的`AST`:其如何利用`AST`进行代码风格和语法检查。

各位靓仔靓女,晚上好!我是你们的老朋友,今天咱们来聊聊Eslint的幕后英雄——抽象语法树(AST)。别怕,这名字听起来吓人,其实它就像是代码的X光片,能把代码的骨架看得清清楚楚。咱们就从AST是啥、Eslint为啥用它,以及怎么用它来检查代码风格和语法这几个方面,掰开了揉碎了讲讲。

一、 啥是AST?代码的X光片!

想象一下,你去医院拍片,医生看到的不是你本人,而是你的骨骼。AST就是这么个东西,它把你的JavaScript代码“拍成”一棵树,这棵树上的每个节点都代表了你代码中的一个语法单元,比如变量声明、函数调用、循环语句等等。

举个例子,有这么一段简单的代码:

let x = 10;
console.log(x + 5);

这段代码会被解析成一个AST,这个AST大致长这样(简化版):

Program
  |
  |- VariableDeclaration (let x = 10)
  |   |
  |   |- VariableDeclarator (x = 10)
  |       |
  |       |- Identifier (x)
  |       |
  |       |- Literal (10)
  |
  |- ExpressionStatement (console.log(x + 5))
      |
      |- CallExpression (console.log(x + 5))
          |
          |- MemberExpression (console.log)
          |   |
          |   |- Identifier (console)
          |   |
          |   |- Identifier (log)
          |
          |- BinaryExpression (x + 5)
              |
              |- Identifier (x)
              |
              |- Literal (5)

这棵树看起来有点复杂,但其实很简单:

  • Program: 代表整个程序。
  • VariableDeclaration: 代表变量声明,比如let x = 10
  • VariableDeclarator: 代表变量声明符,比如x = 10
  • Identifier: 代表标识符,也就是变量名,比如x
  • Literal: 代表字面量,也就是具体的值,比如10
  • ExpressionStatement: 代表表达式语句,比如console.log(x + 5)
  • CallExpression: 代表函数调用,比如console.log(x + 5)
  • MemberExpression: 代表成员表达式,比如console.log
  • BinaryExpression: 代表二元表达式,比如x + 5

总之,AST就是把代码分解成一个个小的语法单元,然后用树状结构把它们组织起来。

二、 Eslint为啥要用AST?因为看得透彻!

Eslint如果直接分析代码字符串,那效率太低了,而且很容易出错。有了AST,Eslint就可以像医生看X光片一样,直接分析代码的结构,找出潜在的问题。

用AST的好处:

  • 准确性高: AST是代码的语法结构表示,Eslint可以基于AST进行精确的分析,避免了字符串匹配的模糊性。
  • 效率高: Eslint可以快速遍历AST,找到需要检查的节点,而不需要逐行扫描代码。
  • 可扩展性强: 我们可以自定义Eslint规则,基于AST进行各种各样的检查,满足不同的需求。

三、 Eslint怎么用AST?规则就是命令!

Eslint的核心就是规则,每个规则都定义了一种代码风格或语法规范。Eslint会遍历AST,找到符合规则要求的节点,然后进行检查。

咱们来写一个简单的Eslint规则,检查变量名是否使用驼峰命名法。

  1. 创建规则文件: 比如./eslint-rules/camelcase.js

  2. 编写规则代码:

module.exports = {
  meta: {
    type: 'suggestion', // 规则类型:suggestion、problem、layout
    docs: {
      description: '强制使用驼峰命名法命名变量',
      category: 'Stylistic Issues', // 规则分类
      recommended: 'warn', // 推荐级别:off、warn、error
    },
    fixable: 'code', // 是否可自动修复
    schema: [], // 规则选项
  },
  create: function (context) {
    return {
      VariableDeclarator(node) {
        if (node.id.type === 'Identifier' && !/^[a-z]+([A-Z][a-z]+)*$/.test(node.id.name)) {
          context.report({
            node: node.id,
            message: '变量名 {{name}} 必须使用驼峰命名法',
            data: { name: node.id.name },
            fix: function (fixer) {
              // 自动修复的逻辑,这里省略
              return null;
            },
          });
        }
      },
    };
  },
};

这段代码解释如下:

  • meta:定义规则的元数据,包括类型、描述、分类、推荐级别等等。
  • create:定义规则的具体逻辑。它接收一个context对象,这个对象包含了Eslint的上下文信息,比如AST、源代码等等。
  • VariableDeclarator(node):这是一个选择器,它会匹配AST中的所有VariableDeclarator节点,也就是变量声明符。
  • node:代表当前匹配到的VariableDeclarator节点。
  • node.id.type === 'Identifier':判断变量名是否是标识符。
  • !/^[a-z]+([A-Z][a-z]+)*$/.test(node.id.name):使用正则表达式判断变量名是否符合驼峰命名法。
  • context.report():如果变量名不符合驼峰命名法,就报告一个错误。
  • message:错误信息,可以使用模板字符串。
  • data:传递给模板字符串的数据。
  • fix:自动修复的逻辑,这里省略。
  1. 配置Eslint:

.eslintrc.js文件中,配置我们的规则:

module.exports = {
  // ...其他配置
  plugins: ['eslint-plugin-my-rules'], // 插件名,可以随便起
  rules: {
    'my-rules/camelcase': 'warn', // 规则名:插件名/规则文件名(不带.js后缀)
  },
  settings:{
    "import/resolver": {
      node: {
        paths: ["src"]
      }
    }
  },
  parserOptions: {
    ecmaVersion: 2018,  // Allows for the parsing of modern ECMAScript features
    sourceType: 'module',  // Allows for the use of imports
  },
};

注意,你需要使用npm install eslint-plugin-my-rules将你的规则作为一个插件安装。当然更简单的方式,是将规则文件放在项目根目录下,然后直接require进来。

module.exports = {
  // ...其他配置
  rules: {
    'camelcase': require('./eslint-rules/camelcase'), // 直接引入规则文件
  },
  parserOptions: {
    ecmaVersion: 2018,  // Allows for the parsing of modern ECMAScript features
    sourceType: 'module',  // Allows for the use of imports
  },
};
  1. 运行Eslint:
eslint your-code.js

如果你的代码中有不符合驼峰命名法的变量名,Eslint就会报错。

四、 更高级的AST玩法:自定义检查!

除了检查代码风格,我们还可以用AST做很多更高级的事情,比如:

  • 检查代码复杂度: 可以通过分析AST的深度和节点数量,来判断代码的复杂度,避免写出难以维护的代码。
  • 检查是否存在潜在的安全漏洞: 可以通过分析AST,找到可能存在SQL注入、XSS攻击等安全漏洞的代码。
  • 自动生成代码: 可以通过修改AST,自动生成一些重复的代码,提高开发效率。

例如,我们可以编写一个Eslint规则,禁止使用eval()函数,因为它存在安全风险。

module.exports = {
  meta: {
    type: 'problem',
    docs: {
      description: '禁止使用eval()函数',
      category: 'Possible Errors',
      recommended: 'error',
    },
  },
  create: function (context) {
    return {
      CallExpression(node) {
        if (node.callee.type === 'Identifier' && node.callee.name === 'eval') {
          context.report({
            node: node,
            message: '禁止使用eval()函数',
          });
        }
      },
    };
  },
};

这个规则会匹配AST中的所有CallExpression节点,也就是函数调用。如果调用的函数名是eval,就报告一个错误。

五、 实战案例:React Hooks规则检查

React Hooks 是现代 React 开发中不可或缺的一部分。但如果使用不当,会导致一些难以调试的问题。我们可以利用 AST 来编写 ESLint 规则,帮助开发者避免这些问题。

例如,React Hooks 有一个 "Rules of Hooks",其中一条规则是:只能在 React 函数组件或自定义 Hook 中调用 Hook

我们可以编写一个 ESLint 规则来检查是否违反了这条规则。

module.exports = {
  meta: {
    type: 'problem',
    docs: {
      description: '强制 Hook 只能在 React 函数组件或自定义 Hook 中调用',
      category: 'React Hooks',
      recommended: 'error',
    },
  },
  create: function (context) {
    return {
      CallExpression(node) {
        if (node.callee.type === 'Identifier' && node.callee.name.startsWith('use')) {
          // 检查当前节点是否在 React 函数组件或自定义 Hook 中
          let current = node.parent;
          while (current) {
            if (current.type === 'FunctionDeclaration' || current.type === 'FunctionExpression' || current.type === 'ArrowFunctionExpression') {
              if (current.id && current.id.name && current.id.name.startsWith('use')) {
                // 自定义 Hook
                return;
              }
              // 检查是否是 React 函数组件
              if (current.parent && current.parent.type === 'VariableDeclarator' && current.parent.id && current.parent.id.type === 'Identifier') {
                  // 进一步验证是否是函数组件,例如是否返回 JSX
                  if(current.body && current.body.type === 'BlockStatement'){
                      for(const statement of current.body.body){
                          if(statement.type === 'ReturnStatement'){
                              if(statement.argument && statement.argument.type === 'JSXElement'){
                                  //返回JSX, 认为是函数组件
                                  return;
                              }
                          }
                      }
                  }
              }

            }

            if (current.type === 'Program') {
              // 已经到达根节点,说明不在 React 函数组件或自定义 Hook 中
              context.report({
                node: node,
                message: 'Hook {{hookName}} 只能在 React 函数组件或自定义 Hook 中调用',
                data: { hookName: node.callee.name },
              });
              return;
            }

            current = current.parent;
          }
        }
      },
    };
  },
};

这段代码的关键在于向上遍历 AST,找到包含 Hook 调用的函数定义。如果找到的是一个 React 函数组件或自定义 Hook,则认为 Hook 的调用是合法的。否则,报告一个错误。

六、 AST工具:AST Explorer

学习AST的最佳工具是 AST Explorer。这是一个在线工具,可以让你输入代码,然后查看对应的AST。它支持多种编程语言,包括JavaScript。你可以用它来调试你的Eslint规则,或者 просто更好地理解代码的结构。

七、 总结:AST,代码分析的利器!

AST是Eslint的核心技术之一,它让Eslint能够准确、高效地检查代码风格和语法。通过自定义Eslint规则,我们可以实现各种各样的代码检查,提高代码质量,减少bug。掌握AST,就等于掌握了代码分析的利器,让你在编程的道路上更加游刃有余。

好了,今天的讲座就到这里。希望大家有所收获!如果还有什么问题,欢迎随时提问。咱们下次再见!

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