PostCSS插件开发：操作AST（抽象语法树）实现自定义语法转换 - 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

好的，下面开始我们的PostCSS插件开发讲座：

PostCSS插件开发：操作AST（抽象语法树）实现自定义语法转换

大家好，今天我们来深入探讨PostCSS插件的开发，重点是如何通过操作抽象语法树（AST）来实现自定义的语法转换。PostCSS作为一个强大的CSS处理工具，其核心价值在于它将CSS解析成AST，允许我们通过插件对AST进行修改，从而实现各种各样的CSS处理功能，比如自动添加浏览器前缀、优化CSS、甚至实现新的CSS语法。

1. PostCSS简介与AST的重要性

PostCSS本身不是一个CSS预处理器，也不是一个CSS后处理器，它是一个平台。它负责解析CSS代码，生成一个抽象语法树（AST），然后允许插件对这个AST进行操作。操作完成后，PostCSS再根据修改后的AST生成新的CSS代码。

AST的重要性在于，它提供了一个结构化的方式来表示CSS代码。我们可以像操作对象一样操作CSS代码，而不用直接处理字符串。这使得CSS处理变得更加简单、高效、可靠。

2. 理解PostCSS的AST结构

PostCSS的AST结构是一个树状结构，根节点是 Root 节点，它包含了整个CSS文件的信息。Root 节点可以包含多个 Rule 节点（规则，例如 h1 { color: red; }），AtRule 节点（at规则，例如 @media screen { ... }），Comment 节点（注释）。

Rule 节点包含 Selector 属性（选择器，例如 h1），以及多个 Declaration 节点（声明，例如 color: red;）。Declaration 节点包含 prop 属性（属性名，例如 color）和 value 属性（属性值，例如 red）。

为了更清晰地展示AST结构，我们用一个表格来说明：

节点类型	描述	属性示例
`Root`	CSS文件的根节点	`nodes` (子节点数组), `source` (源码信息)
`Rule`	CSS规则	`selector` (选择器字符串), `nodes` (声明节点数组), `parent` (父节点), `source` (源码信息)
`AtRule`	At规则 (例如 `@media`)	`name` (规则名，例如 "media"), `params` (规则参数，例如 "screen"), `nodes` (子节点数组), `parent` (父节点), `source` (源码信息)
`Declaration`	CSS声明 (例如 `color: red;`)	`prop` (属性名，例如 "color"), `value` (属性值，例如 "red"), `important` (是否重要，例如 `true` 表示 `!important`), `parent` (父节点), `source` (源码信息)
`Comment`	CSS注释	`text` (注释内容), `parent` (父节点), `source` (源码信息)

3. 创建你的第一个PostCSS插件

一个PostCSS插件本质上是一个函数，它接收一个 Root 节点作为参数，并返回一个修改后的 Root 节点。

const postcss = require('postcss');

module.exports = postcss.plugin('postcss-example', (options = {}) => {
  return (root, result) => {
    // 在这里操作 AST
  };
});

postcss.plugin('postcss-example', (options = {}) => { ... })：创建一个名为 postcss-example 的PostCSS插件。options 是插件的配置选项。
(root, result) => { ... }：插件的核心函数，接收 root（AST的根节点）和 result（PostCSS处理结果对象）作为参数。

4. 遍历AST

在操作AST之前，我们需要遍历它。PostCSS提供了多种遍历方法，最常用的是 walk* 方法：

root.walk(callback)：遍历所有节点。
root.walkRules(callback)：遍历所有 Rule 节点。
root.walkAtRules(callback)：遍历所有 AtRule 节点。
root.walkDecls(callback)：遍历所有 Declaration 节点。
root.walkComments(callback)：遍历所有 Comment 节点。

例如，要遍历所有声明节点，并将所有 color 属性的值转换为大写：

const postcss = require('postcss');

module.exports = postcss.plugin('postcss-uppercase-color', (options = {}) => {
  return (root, result) => {
    root.walkDecls('color', decl => {
      decl.value = decl.value.toUpperCase();
    });
  };
});

5. 修改AST

遍历AST之后，我们就可以修改它了。我们可以修改节点的属性，添加、删除节点。

修改属性： 直接修改节点的属性值，例如 decl.value = 'red'。
添加节点： 使用 node.append(newNode) 或 node.prepend(newNode) 在节点后或前添加新节点。
删除节点： 使用 node.remove() 删除节点。
替换节点： 使用 node.replaceWith(newNode) 替换节点。
插入节点： 使用 node.insertAfter(newNode)或node.insertBefore(newNode)在节点之后或之前插入新节点。

6. 实现自定义语法转换：将px转换为rem

现在我们来创建一个更复杂的插件，将所有 px 单位转换为 rem 单位。

const postcss = require('postcss');

module.exports = postcss.plugin('postcss-px-to-rem', (options = {}) => {
  const remUnit = options.remUnit || 16; // 默认rem单位为16px
  const baseDpr = options.baseDpr || 2; // 默认dpr为2
  const keepComment = options.keepComment || 'no'; // 默认不保留注释

  return (root, result) => {
    root.walkDecls(decl => {
      if (decl.value && decl.value.includes('px')) {
        decl.value = decl.value.replace(/(d+)px/g, (match, pxValue) => {
          const remValue = parseFloat(pxValue) / remUnit;
          return `${remValue}rem`;
        });

        if(keepComment === 'yes'){
          decl.after(postcss.comment({ text: `px converted to rem` }));
        }

      }
    });
  };
});

这个插件做了以下几件事：

定义了插件的配置选项：remUnit（rem单位，默认为16px）和 baseDpr (基准dpr, 默认为2), keepComment (是否保留注释，默认为no)。
遍历所有 Declaration 节点。
检查声明的值是否包含 px。
如果包含 px，则使用正则表达式将所有 px 值转换为 rem 值。
将转换后的 rem 值赋值给 decl.value。
如果keepComment为’yes’，则在声明后添加注释。

7. 处理复杂场景：Media Queries中的px转换

上面的插件可以处理简单的 px 转换，但是对于在 Media Queries 中的 px 转换，我们需要进行特殊处理。因为 Media Queries 中的 px 值通常指的是物理像素，而不是设备独立像素。因此，我们需要根据 baseDpr 来进行转换。

const postcss = require('postcss');

module.exports = postcss.plugin('postcss-px-to-rem', (options = {}) => {
  const remUnit = options.remUnit || 16;
  const baseDpr = options.baseDpr || 2;
  const keepComment = options.keepComment || 'no';

  return (root, result) => {
    root.walkAtRules('media', atRule => {
      atRule.params = atRule.params.replace(/(d+)px/g, (match, pxValue) => {
        const remValue = parseFloat(pxValue) / baseDpr / remUnit;
        return `${remValue}rem`;
      });
    });

    root.walkDecls(decl => {
      if (decl.value && decl.value.includes('px')) {
        decl.value = decl.value.replace(/(d+)px/g, (match, pxValue) => {
          const remValue = parseFloat(pxValue) / remUnit;
          return `${remValue}rem`;
        });

        if(keepComment === 'yes'){
          decl.after(postcss.comment({ text: `px converted to rem` }));
        }
      }
    });
  };
});

这个插件做了以下修改：

遍历所有 AtRule 节点，如果 AtRule 的 name 为 media，则认为它是 Media Queries。
在 Media Queries 中，使用 baseDpr 来转换 px 值。

8. 添加测试用例

为了确保插件的正确性，我们需要添加测试用例。可以使用 Jest 或 Mocha 等测试框架。

例如，使用 Jest：

const postcss = require('postcss');
const pxToRem = require('../index'); // 插件入口文件

it('should convert px to rem', () => {
  const input = 'h1 { font-size: 16px; }';
  const output = 'h1 { font-size: 1rem; }';
  const processed = postcss([pxToRem()]).process(input).css;
  expect(processed).toEqual(output);
});

it('should convert px to rem with custom remUnit', () => {
  const input = 'h1 { font-size: 32px; }';
  const output = 'h1 { font-size: 2rem; }';
  const processed = postcss([pxToRem({ remUnit: 16 })]).process(input).css;
  expect(processed).toEqual(output);
});

it('should convert px in media queries with custom baseDpr', () => {
    const input = '@media screen and (max-width: 750px) { h1 { font-size: 32px; } }';
    const output = '@media screen and (max-width: 3.75rem) { h1 { font-size: 2rem; } }';
    const processed = postcss([pxToRem({ remUnit: 100, baseDpr: 2 })]).process(input).css;
    expect(processed).toEqual(output);
  });

9. 异常处理与错误提示

在插件开发过程中，需要考虑异常情况的处理。例如，如果用户传递了无效的配置选项，或者CSS代码中存在语法错误，我们需要给出明确的错误提示。

const postcss = require('postcss');

module.exports = postcss.plugin('postcss-example', (options = {}) => {
  if (typeof options.remUnit !== 'undefined' && typeof options.remUnit !== 'number') {
    throw new Error('remUnit must be a number');
  }

  return (root, result) => {
    try {
      // 在这里操作 AST
    } catch (error) {
      result.warn(error.message); // 使用 result.warn 输出警告信息
    }
  };
});

10. 发布你的插件

完成插件开发和测试后，就可以发布到 npm 上了。

创建一个 package.json 文件。
添加 keywords 字段，包含 postcss 和你的插件名称。
使用 npm publish 发布插件。

一些值得关注的点

性能优化： 尽量避免不必要的AST遍历和操作，可以使用缓存来提高性能。
兼容性： 考虑不同版本的PostCSS和Node.js的兼容性。
代码风格： 保持代码简洁、易读、易维护。
文档： 提供清晰、完整的文档，说明插件的功能、配置选项和使用方法。
错误处理: 考虑各种异常情况，给出友好的提示，不要让程序崩溃。

总结：AST操作是核心，精益求精提价值

通过今天的讲解，我们了解了PostCSS插件开发的核心：操作AST。掌握了AST的操作方法，我们就可以实现各种各样的CSS处理功能。希望大家在实际开发中，不断实践、探索，开发出更多优秀的PostCSS插件。从解析到转换，最后生成，每一步都需要仔细推敲。

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