探索 TypeScript 编程的利器：ts-morph 入门与实践

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本文作者：贝儿

背景

在开发 web IDE 中生成代码大纲的功能时， 发现自己对 TypeScript 的了解知之甚少，以至于针对该功能的实现没有明确的思路。究其原因，平时的工作只停留在 TypeScript 使用类型定义的阶段，导致缺乏对 TypeScript 更深的了解， 所以本次通过 ts-morph 的学习，对 TypeScript 相关内容初步深入；

基础

TypeScript 如何转译成 JavaScript ？

// typescript -> javascript
// 执行 tsc greet.ts
function greet(name: string) {
  return "Hello," + name;
}

const user = "TypeScript";

console.log(greet(user));

// 定义一个箭头函数
const welcome = (name: string) => {
  console.log(`Welcome ${name}`);
};

welcome(user);

// typescript -> javascript
function greet(name) {
  // 类型擦除
  return "Hello," + name;
}
var user = "TypeScript";
console.log(greet(user));
// 定义一个箭头函数
var welcome = function (name) {
  // 箭头函数转普通函数
  // ts --traget 没有指定版本则转译成字符串拼接
  console.log("Welcome ".concat(name)); // 字符串拼接
};
welcome(user);

大致的流程：

tsconfig.json 的作用？

如果一个目录下存在 tsconfig.json 文件，那么它意味着这个目录是 TypeScript 项目的根目录。 tsconfig.json 文件中指定了用来编译这个项目的根文件和编译选项。

// 例如执行： tsc --init， 生成默认 tsconfig.json 文件， 其中包含主要配置
{
  "compilerOptions": {
     "target": "es2016",
     "module": "commonjs",
     "outDir": "./dist",
     "esModuleInterop": true,
     "strict": true,
     "skipLibCheck": true
  }
  // 自行配置例如：
  "includes": ["src/**/*"]
  "exclude": ["node_modules", "dist", "src/public/**/*"],
}

什么是 AST？

在计算机科学中，抽象语法树 (Abstract Syntax Tree，AST），或简称语法树 （Syntax tree），是源代码语法结构的一种抽象表示。它以树状的形式表现编程语言的语法结构，树上的每个节点都表示源代码中的一种结构。之所以说语法是"抽象"的，是因为这里的语法并不会表示出真实语法中出现的每个细节。

Declaration

声明节点，是特定类型的节点，在程序中具有语义作用， 用来引入新的标识。

function IAmFunction() {
  return 1;
} // ---函数声明

Statement

语句节点， 语句时执行某些操作的一段代码。

const a = IAmFunction(); // 执行语句

Expression

const a = function IAmFunction(a: number, b: number) {
  return a + b;
}; // -- 函数表达式

TypeScript Compiler API 中几乎提供了所有编译相关的 API， 可以进行了类似 tsc 的行为，但是 API 较为底层， 上手成本比较困难， 这个时候就要引出我们的利器： ts-morph , 让 AST 操作更加简单一些。

介绍

ts-morph 是一个功能强大的 TypeScript 工具库，它对 TypeScript 编译器的 API 进行了封装，提供更加友好的 API 接口。可以轻松地访问 AST，完成各种类型的代码操作，例如重构、生成、检查和分析等。

源文件

源文件（SourceFile）：一棵抽象语法树的根节点。

import { Project } from "ts-morph";

const project = new Project({});
// 创建 ts 文件
const myClassFile = project.createSourceFile(
  "./sourceFiles/MyClass.ts",
  "export class MyClass {}"
);
// 保存在本地
myClassFile.save();

// 获取源文件
const sourceFiles = project.getSourceFiles();
// 提供 filePath 获取源文件
const personFile = project.getSourceFile("Models/Person.ts");
// 根据条件 获取满足条件的源文件
const fileWithFiveClasses = project.getSourceFile(
  (f) => f.getClasses().length === 5
);

诊断

// 1.添加源文件到 Project 对象中
const myBaseFile = project.addSourceFileAtPathIfExists("./sourceFiles/base.ts");
// 调用诊断方法
const sourceFileDiagnostics = myBaseFile?.getPreEmitDiagnostics();
// 优化诊断
const diagnostics =
  sourceFileDiagnostics &&
  project.formatDiagnosticsWithColorAndContext(sourceFileDiagnostics);
// 获取诊断 message
const message = sourceFileDiagnostics?.[0]?.getMessageText();
// 获取报错文件类
const sourceFile = sourceFileDiagnostics?.[0]?.getSourceFile();
//...

操作

// 源文件操作
// 重命名
const project = new Project();
project.addSourceFilesAtPaths("./sourceFiles/compiler.ts");
const sourceFile = project.getSourceFile("./sourceFiles/compiler.ts");
const myEnum = sourceFile?.getEnum("MyEnum");
myEnum?.rename("NewEnum");
sourceFile?.save();
// 移除
const member = sourceFile?.getEnum("NewEnum")!.getMember("myMember")!;
member?.remove();
sourceFile?.save();

// 结构
const classDe = sourceFile?.getClass("Test");
const classStructure = classDe?.getStructure();
console.log("classStructure", classStructure);

// 顺序
const interfaceDeclaration = sourcefile?.getInterfaceOrThrow("MyInterface");
interfaceDeclaration?.setOrder(1);
sourcefile?.save();

// 代码书写
const funcDe = sourceFile?.forEachChild((node) => {
  if (Node.isFunctionDeclaration(node)) {
    return node;
  }
  return undefined;
});
console.log("funcDe", funcDe);
funcDe?.setBodyText((writer) =>
  writer
    .writeLine("let myNumber = 5;")
    .write("if (myNumber === 5)")
    .block(() => {
      writer.writeLine("console.log('yes')");
    })
);
sourceFile?.save();

// 操作 AST 转化
const sourceFile2 = project.createSourceFile(
  "Example.ts",
  `
  class C1 {
      myMethod() {
          function nestedFunction() {
          }
      }
  }

  class C2 {
      prop1: string;
  }

  function f1() {
      console.log("1");

      function nestedFunction() {
      }
  }`
);

sourceFile2.transform((traversal) => {
  // this will skip visiting the children of the classes
  if (ts.isClassDeclaration(traversal.currentNode))
    return traversal.currentNode;

  const node = traversal.visitChildren();
  if (ts.isFunctionDeclaration(node)) {
    return traversal.factory.updateFunctionDeclaration(
      node,
      [],
      undefined,
      traversal.factory.createIdentifier("newName"),
      [],
      [],
      undefined,
      traversal.factory.createBlock([])
    );
  }
  return node;
});

sourceFile2.save();

提出问题： 引用后重命名是否获取的到? 例如： 通过操作 enum 类型， 如果变量是别名的话，是否也可以进行替换操作？

源文件如下：

// 引用后重命名是否获取的到？
// 操作 AST 文件
import { Project, Node, ts } from "ts-morph";
// 操作
// 设置
// 重命名
const project = new Project();
project.addSourceFilesAtPaths("./sourceFiles/compiler.ts");
const sourceFile = project.getSourceFile("./sourceFiles/compiler.ts");
const myEnum = sourceFile?.getEnum("MyEnum");
console.log("myEnum", myEnum); // 返回 undefined
// -------------------------
// compier.ts 文件
import { a as MyEnum } from "../src/";
interface IText {}
export default class Test {
  constructor() {
    const a: IText = {};
  }
}

const a = new Test();

enum NewEnum {
  myMember,
}

const myVar = NewEnum.myMember;

function getText() {
  let myNumber = 5;
  if (myNumber === 5) {
    console.log("yes");
  }
}
// src/index.ts 文件
export enum a {}

分析原因： compile.ts 在 ts-ast-viewer 中的结构如下：

而源代码中查找 MyEnum 的调用方法是获取 getEnum("MyEnum")，通过 ts-morph 源码实现可以看到， getEnum 方法通过判断是否为 EnumDeclaration 节点进行过滤。 据此可以得出下面语句为 importDeclaration 类型，所以是获取不到的。

import { a as MyEnum } from "../src/"; 

同时，针对是否会先将 src/index.ts 中 a 的代码导入，再进行查找？ 这就涉及到代码执行的全流程：

1. 静态解析阶段；
2. 编译阶段；

ts-ast-viewer 获取的 ast 实际上是静态解析阶段， 是不涉及代码的运行， 其实是通过 import a from b 创建了 模块之间的联系， 从而构建 AST， 所以更本不会在静态解析的阶段上获取 index 文件中的 a 变量；

而实际上将 a 中的枚举 真正的导入的流程， 在于

1. 编译阶段： 识别 import ， 创建模块依赖图；
2. 加载阶段： 加载模块内容；
3. 链接阶段： 加载模块后，编译器会链接模块，这意味着解析模块导出和导入之间的关系，确保每个导入都能正确地关联到其对应的导出；
4. 执行阶段： 最后执行， 以为折模块世纪需要的时候会被执行；

实践

利器 1: Outline 代码大纲

从 vscode 代码大纲的展示入手， 实现步骤如下：

// 调用获取 treeData
export function getASTNode(fileName: string, sourceFileText: string): IDataSource {
    const project = new Project({ useInMemoryFileSystem: true });
    const sourceFile = project.createSourceFile('./test.tsx', sourceFileText);
    let tree: IDataSource = {
        id: -1,
        type: 'root',
        name: fileName,
        children: [],
        canExpended: true,
    };
    sourceFile.forEachChild(node => {
        getNodeItem(node, tree)
    })
    return tree;
}

// getNodeItem 针对 AST 操作不同的语法类型，获取想要展示的数据
function getNodeItem(node: Node, tree: IDataSource) {
    const type = node.getKind();
    switch (type) {
        case SyntaxKind.ImportDeclaration:
            break;
        case SyntaxKind.FunctionDeclaration:
            {
                const name = (node as DeclarationNode).getName();
                const icon = `symbol-${AST_TYPE_ICON[type]}`;
                const start = node.getStartLineNumber();
                const end = node.getEndLineNumber();
                const statements = (node as FunctionDeclaration).getStatements();
                if (statements?.length) {
                    const canExpended = !!statements.filter(sts => Object.keys(AST_TYPE_ICON)?.includes(`${sts?.getKind()}`))?.length
                    const node = { id: count++, name, type: icon, start, end, canExpended, children: [] };
                    tree.children && tree.children.push(node);
                    statements?.forEach((item) => getNodeItem(item, node));
                }
                break;
            }
      ... // 其他语法类型的节点进行处理
    }
}

利器 2: 检查代码

举例： 检查源文件中不能包含函数表达式，目前的应用场景可能比较极端。

const project = new Project();

const sourceFiles = project.addSourceFilesAtPaths("./sourceFiles/*.ts");

const errList: string[] = [];

sourceFiles?.forEach((file) =>
  file.transform((traversal) => {
    const node = traversal.visitChildren(); // return type is `ts.Node`
    if (ts.isVariableDeclaration(node)) {
      if (node.initializer && ts.isFunctionExpression(node.initializer)) {
        const filePath = file.getFilePath();
        console.log(`No function expression allowed.Found function expression: ${node.name.getText()}
            File: ${filePath}`);
        errList.push(filePath);
      }
    }
    return node;
  })
);

利器 3: jsDoc 生成

举例： 通过接口定义生成 props 传参的注释文档。

可以尝试一下api 进行组合使用
 /** 举个例子
 * Gets the name.
 * @param person - Person to get the name from.
 */
function getName(person: Person) {
  // ...
}

// 获取所有
functionDeclaration.getJsDocs(); // returns: JSDoc[]

// 创建 注释
classDeclaration.addJsDoc({
  description: "Some description...",
  tags: [{
    tagName: "param",
    text: "value - My value.",
  }],
});

// 获取描述
const jsDoc = functionDeclaration.getJsDocs()[0];
jsDoc.getDescription(); // returns string: "Gets the name."

// 获取 tags
const tags = jsDoc.getTags();
tags[0].getText(); // "@param person - Person to get the name from."

// 获取 jsDoc 内容
sDoc.getInnerText(); // "Gets the name.\n@param person - Person to get the name from."

参考

1. ts-morph 官网
2. TypeScript AST Viewer
3. typeScript 官网
4. typescript 编译 API
5. TypeScript / How the compiler compiles

最后

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