模板字符串的实现原理

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了模板字符串的实现原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A 以前我们都是使用拼接字符串的形式来写，这样对我们来说很烦恼，稍有不慎就会拼接错误，es6出了一个拼接字符串的方法很好的帮我们解决了这个问题，接下来就给大家介绍一下什么是模板字符串
模板字符串就是有原本的""改成了我们现在的``，在模板字符串里面我们可以直接定义变量，$里面写的就是我们要输出的变量
字符串拼接

模板字符串

我们可以看到其实他们现在的区别也没多大，但是大家想一下，如果拼接的多了或者结构复杂了那么这个区别就自然出现了

现在我们大概知道模板字符串是个啥东西了，但是我们底层的原理还不是很熟悉，那我们就来模拟一下看看吧

模板字符串其实就是我们使用正则将$取出来然后进行赋值，是不是感觉很简单呢，可以动手自己试试吧

[Vue源码]一起来学Vue模板编译原理-AST生成Render字符串

本文我们一起通过学习Vue模板编译原理（二）-AST生成Render字符串来分析Vue源码。预计接下来会围绕Vue源码来整理一些文章，如下。

这些文章统一放在我的git仓库：https://github.com/yzsunlei/javascript-series-code-analyzing。觉得有用记得star收藏。

编译过程

模板编译是Vue中比较核心的一部分。关于 Vue 编译原理这块的整体逻辑主要分三个部分，也可以说是分三步，前后关系如下：

第一步：将模板字符串转换成element ASTs（解析器）

第二步：对 AST 进行静态节点标记，主要用来做虚拟DOM的渲染优化（优化器）

第三步：使用element ASTs生成render函数代码字符串（代码生成器）

对应的Vue源码如下，源码位置在src/compiler/index.js

export const createCompiler = createCompilerCreator(function baseCompile (
  template: string,
  options: CompilerOptions
): CompiledResult {
  // 1.parse，模板字符串 转换成 抽象语法树(AST)
  const ast = parse(template.trim(), options)
  // 2.optimize，对 AST 进行静态节点标记
  if (options.optimize !== false) {
    optimize(ast, options)
  }
  // 3.generate，抽象语法树(AST) 生成 render函数代码字符串
  const code = generate(ast, options)
  return {
    ast,
    render: code.render,
    staticRenderFns: code.staticRenderFns
  }
})

这篇文档主要讲第三步使用element ASTs生成render函数代码字符串，对应的源码实现我们通常称之为代码生成器。

代码生成器运行过程

在分析代码生成器的原理前，我们先举例看下代码生成器的具体作用。

<div>
  <p>{{name}}</p>
</div>

在上节"Template生成AST"中，我们已经说了通过解析器会把上面模板解析成抽象语法树(AST)，解析结果如下：

{
  tag: "div"
  type: 1,
  staticRoot: false,
  static: false,
  plain: true,
  parent: undefined,
  attrsList: [],
  attrsMap: {},
  children: [
    {
      tag: "p"
      type: 1,
      staticRoot: false,
      static: false,
      plain: true,
      parent: {tag: "div", ...},
      attrsList: [],
      attrsMap: {},
      children: [{
        type: 2,
        text: "{{name}}",
        static: false,
        expression: "_s(name)"
      }]
    }
  ]
}
  • 而在这一节我们会将AST转换成可以直接执行的JavaScript字符串，最终结果如下：
with(this) {
    return _c('div', [_c('p', [_v(_s(name))]), _v(" "), _m(0)])
}

现在看不懂不要紧。其实生成器的过程就是 generate 函数拿到解析好的 AST 对象，递归 AST 树，为不同的 AST 节点创建不同的内部调用方法，然后组合成可执行的JavaScript字符串，等待后面的调用。

内部调用方法

我们看上面示例生成的JavaScript字符串，会发现里面会有_v、_c、_s这样的东西，这些其实就是Vue内部定义的一些调用方法。

其中 _c 函数定义在 src/core/instance/render.js 中。

  vm.$slots = resolveSlots(options._renderChildren, renderContext)
  vm.$scopedSlots = emptyObject
  // 定义的_c函数是用来创建元素的
  vm._c = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, false)

  vm.$createElement = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, true)

而其他 _s、_v 是定义在 src/core/instance/render-helpers/index.js 中：

export function installRenderHelpers (target: any) {
  target._o = markOnce
  target._n = toNumber
  target._s = toString
  target._l = renderList //生成列表VNode
  target._t = renderSlot //生成解析slot节点
  target._q = looseEqual
  target._i = looseIndexOf
  target._m = renderStatic //生成静态元素
  target._f = resolveFilter
  target._k = checkKeyCodes
  target._b = bindObjectProps //绑定对象属性
  target._v = createTextVNode //创建文本VNode
  target._e = createEmptyVNode //创建空节点VNode
  target._u = resolveScopedSlots
  target._g = bindObjectListeners
  target._d = bindDynamicKeys
  target._p = prependModifier
}

以上都是会在生成的JavaScript字符串中用到的，像比较常用的 _c 执行 createElement 去创建 VNode， _l 对应 renderList 渲染列表；_v 对应 createTextVNode 创建文本 VNode；_e 对于 createEmptyVNode 创建空的 VNode。

整体逻辑

代码生成器的入口函数是generate，具体定义如下，源码位置在src/compiler/codegen/index.js

export function generate (
  ast: ASTElement | void,
  options: CompilerOptions
): CodegenResult {
  // 初始化一些options
  const state = new CodegenState(options)
  // 传入ast和options进行生成
  const code = ast ? genElement(ast, state) : '_c("div")' //重点
  return {
    // 最外层包一个 with(this) 之后返回
    render: `with(this){return ${code}}`,
    // 这个数组中的函数与 VDOM 中的 diff 算法优化相关
    // 那些被标记为 staticRoot 节点的 VNode 就会单独生成 staticRenderFns
    staticRenderFns: state.staticRenderFns
  }
}

生成器入口函数就比较简单，先初始化一些配置options，然后传入ast进行生成，没有ast时直接生成一个空div，最后返回生成的JavaScript字符串和静态节点的渲染函数。这里会把静态节点区分出来，便于后面的Vnode diff，即Vue比较算法更新DOM，现在先略过。

现在我们重点看看genElement函数，代码位置在src/compiler/codegen/index.js

export function genElement (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  if (el.parent) {
    el.pre = el.pre || el.parent.pre
  }

  if (el.staticRoot && !el.staticProcessed) {
    return genStatic(el, state) // 静态节点处理生成函数
  } else if (el.once && !el.onceProcessed) {
    return genOnce(el, state)   // v-once处理生成函数
  } else if (el.for && !el.forProcessed) {
    return genFor(el, state)    // v-for处理生成函数
  } else if (el.if && !el.ifProcessed) {
    return genIf(el, state)     // v-if处理生成函数
  } else if (el.tag === 'template' && !el.slotTarget && !state.pre) {
    return genChildren(el, state) || 'void 0' // 子节点处理生成函数
  } else if (el.tag === 'slot') {
    return genSlot(el, state)   // slot处理生成函数
  } else {
    // component or element
    let code
    if (el.component) {
      code = genComponent(el.component, el, state)  // component组件处理生成函数
    } else {
      let data
      if (!el.plain || (el.pre && state.maybeComponent(el))) {
        data = genData(el, state)  // attributes节点属性处理生成函数
      }

      const children = el.inlineTemplate ? null : genChildren(el, state, true)
      code = `_c('${el.tag}'${
        data ? `,${data}` : '' // data
      }${
        children ? `,${children}` : '' // children
      })`
    }
    // module transforms
    for (let i = 0; i < state.transforms.length; i++) {
      code = state.transforms[i](el, code)
    }
    return code
  }
}

你会发现genElement函数里面有很多条件判断。这是因为Vue里面的指令写法实在太多，像 v-if 、 v-for 、 v-slot等，每种指令写法都分离出一个函数来单独处理，这样代码阅读起来也清晰明了。下面，我们重点来看看 genFor 和 genData 的具体处理逻辑。

genFor

genFor 函数是用来处理 v-for 指令写法的，源码位置在src/compiler/codegen/index.js

export function genFor (
  el: any,
  state: CodegenState,
  altGen?: Function,
  altHelper?: string
): string {
  const exp = el.for
  const alias = el.alias
  const iterator1 = el.iterator1 ? `,${el.iterator1}` : ''
  const iterator2 = el.iterator2 ? `,${el.iterator2}` : ''

  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    state.maybeComponent(el) &&
    el.tag !== 'slot' &&
    el.tag !== 'template' &&
    !el.key
  ) {
    state.warn(
      `<${el.tag} v-for="${alias} in ${exp}">: component lists rendered with ` +
      `v-for should have explicit keys. ` +
      `See https://vuejs.org/guide/list.html#key for more info.`,
      el.rawAttrsMap['v-for'],
      true /* tip */
    )
  }

  el.forProcessed = true // avoid recursion
  return `${altHelper || '_l'}((${exp}),` +
    `function(${alias}${iterator1}${iterator2}){` +
      `return ${(altGen || genElement)(el, state)}` +
    '})'
}

genFor 的逻辑其实就是，首先 AST 元素节点中获取了和 for 相关的一些属性，然后返回了一个代码字符串。

genData

genData 函数是用来处理节点属性的，源码位置在src/compiler/codegen/index.js

export function genData (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  let data = '{'

  // directives first.
  // directives may mutate the el's other properties before they are generated.
  const dirs = genDirectives(el, state)
  if (dirs) data += dirs + ','

  // key
  if (el.key) {
    data += `key:${el.key},`
  }
  // ref
  if (el.ref) {
    data += `ref:${el.ref},`
  }
  if (el.refInFor) {
    data += `refInFor:true,`
  }
  // pre
  if (el.pre) {
    data += `pre:true,`
  }
  // record original tag name for components using "is" attribute
  if (el.component) {
    data += `tag:"${el.tag}",`
  }
  // module data generation functions
  for (let i = 0; i < state.dataGenFns.length; i++) {
    data += state.dataGenFns[i](el)
  }
  // attributes
  if (el.attrs) {
    data += `attrs:${genProps(el.attrs)},`
  }
  // DOM props
  if (el.props) {
    data += `domProps:${genProps(el.props)},`
  }
  // event handlers
  if (el.events) {
    data += `${genHandlers(el.events, false)},`
  }
  if (el.nativeEvents) {
    data += `${genHandlers(el.nativeEvents, true)},`
  }
  // slot target，only for non-scoped slots
  if (el.slotTarget && !el.slotScope) {
    data += `slot:${el.slotTarget},`
  }
  // scoped slots
  if (el.scopedSlots) {
    data += `${genScopedSlots(el, el.scopedSlots, state)},`
  }
  // component v-model
  if (el.model) {
    data += `model:{value:${
      el.model.value
    },callback:${
      el.model.callback
    },expression:${
      el.model.expression
    }},`
  }
  // inline-template
  if (el.inlineTemplate) {
    const inlineTemplate = genInlineTemplate(el, state)
    if (inlineTemplate) {
      data += `${inlineTemplate},`
    }
  }
  data = data.replace(/,$/, '') + '}'
  // v-bind dynamic argument wrap
  if (el.dynamicAttrs) {
    data = `_b(${data},"${el.tag}",${genProps(el.dynamicAttrs)})`
  }
  // v-bind data wrap
  if (el.wrapData) {
    data = el.wrapData(data)
  }
  // v-on data wrap
  if (el.wrapListeners) {
    data = el.wrapListeners(data)
  }
  return data
}

总结一下

代码生成是模板编译的第三步，它完成了AST到Render的转换，即将抽象语法树AST转换成可以直接执行的JavaScript字符串。

其中genElement的代码比较多，因为需要分别处理的情况非常多，这里只是对genFor和genData的代码逻辑进行了说明。

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