CST vs AST 以及 biome 和 Oxc 各自的选择理由

背景
我们在 biome 和 Oxc 之间做选择的时候看到这样一段话：

Biome and OXC both offer LSP support. However, Biome offers more options and is able to format and lint malformed code. This is one of Biome's main goals. This advantage is due to Biome's technological choices. Biome uses a CST (Concrete Syntax Tree) and an error-resilient parser, whereas OXC uses an AST (Abstract Syntax Tree). The choice of an AST instead of a CST is one of the raisons d'être of OXC. If I remember correctly, @Boshen preferred an AST because of its simplicity.
Biome 和 OXC 都支持 LSP（语言服务器协议）。然而，Biome 提供了更多的选项，并且能够格式化和检查格式错误的代码。这是 Biome 的主要目标之一。这种优势源于 Biome 的技术选择。Biome 使用了 CST（具体语法树）和容错解析器，而 OXC 使用了 AST（抽象语法树）。选择使用 AST 而不是 CST 是 OXC 存在的原因之一。如果我没有记错的话，@Boshen 更喜欢 AST 是因为它的简单性。
—— Comparison with OXC 

我们重点看下关键字

Biome and OXC both offer LSP support. However, Biome offers more options and is able to format and lint malformed code. This is one of Biome's main goals. This advantage is due to Biome's technological choices. Biome uses a CST (Concrete Syntax Tree) and an error-resilient parser, whereas OXC uses an AST (Abstract Syntax Tree). The choice of an AST instead of a CST is one of the raisons d'être of OXC. If I remember correctly, @Boshen preferred an AST because of its simplicity.

这一段话信息量很多，也直接道出了 CST 和 AST 的关键区别（CST 能处理非法代码）。所以 CST 和 AST 到底还有什么区别和使用场景？
下面我们将详细解释 CST（Concrete Syntax Tree） 和 AST（Abstract Syntax Tree） 以及它们在工具（如 Biome 和 OXC）中的不同应用。

1. 基本概念
AST（抽象语法树）

是什么：
AST 是源代码的抽象表示，忽略非语义细节，如括号、分号、空白字符，仅保留程序逻辑结构。
特点：

丢弃“无关”语法细节（例如删除冗余的括号，不同实现可能不一样比如 swc 会保留）。
通常用于编译器优化、代码转换（如 Babel、Typescripq）。

例子：
js 体验AI代码助手 代码解读复制代码a + (b * 2)

AST 会忽略非必要的运算符优先级括号，直接按语义生成树结构：
+
/ 
a   *
/ 
b   2

a + (b * 2) 和  a + b * 2 以及  a+b*2 生成的 AST 代码一样（除了位置信息 start end）。

不具备容错性

a + (b * 2 缺少括号解析失败：

在线工具 astexplorer.net/

CST（具体语法树）

是什么：
CST 是源代码的完整表示，保留所有语法细节（包括括号、分号、注释、空白（space、tab、newline）等）。
特点：

严格匹配原始代码的字符级结构。
适用于需要高保真格式化的工具（如代码格式化、错误恢复）。

例子：
同样的 a + (b * 2) 在 CST 中会保留括号和空格（即使它们不影响语义）：
+
/ 
a Whitespace (

*
/ 
b Whitespace 2 )

a + b * 2 vs a+b*2 CST 对比：

可以看出原封不动保留了空格，可以在 biome 在线工具试试多个空格也会逐一保留。

具备容错性和和可恢复性 Resilient and recoverable

a + (b * 2 缺少括号 CST 仍然能正常解析：

js 体验AI代码助手 代码解读复制代码JsModule {
  bom_token: missing (optional),
  interpreter_token: missing (optional),
  directives: JsDirectiveList [],
  items: JsModuleItemList [
    JsespressionStatement {
      espression: JsBinaryespression {
        left: JsIdentifierespression {
          name: JsReferenceIdentifier {
            value_token: IDENT@0..2 "a" [] [Whitespace(" ")],
          },
        },
        operator_token: PLUS@2..4 "+" [] [Whitespace(" ")],
        right: JsParenthesizedespression {
          l_paren_token: L_PAREN@4..5 "(" [] [],
          espression: JsBinaryespression {
            left: JsIdentifierespression {
              name: JsReferenceIdentifier {
                value_token: IDENT@5..7 "b" [] [Whitespace(" ")],
              },
            },
            operator_token: STAR@7..9 "*" [] [Whitespace(" ")],
            right: JsNumberLiteralespression {
              value_token: JS_NUMBER_LITERAL@9..10 "2" [] [],
            },
          },
          r_paren_token: missing (required),
        },
      },
      semicolon_token: missing (optional),
    },
  ],
  eof_token: EOF@10..10 "" [] [],
}

在线工具
biomejs.dev/playground/

js 体验AI代码助手 代码解读复制代码    a + (b * 2) // comment 1
/* comment 2 */
/** @type {string} comment 3 */

如上代码生成的 CST：可以看出保留了多种类型的空白比如 Tab（Whitespace("t")）、空格（Whitespace(" ")）、空行（Newline("n")）以及注释（Comments("// comment 1")）等。
js 体验AI代码助手 代码解读复制代码0: JS_MODULE@0..73
  0: (empty)
  1: (empty)
  2: JS_DIRECTIVE_LIST@0..0
  3: JS_MODULE_ITEM_LIST@0..25
    0: JS_espression_STATEMENT@0..25
      0: JS_BINARY_espression@0..25
        0: JS_IDENTIFIER_espression@0..3
          0: JS_REFERENCE_IDENTIFIER@0..3
            0: IDENT@0..3 "a" [Whitespace("t")] [Whitespace(" ")] # ??
        1: PLUS@3..5 "+" [] [Whitespace(" ")] # ??
        2: JS_PARENTHESIZED_espression@5..25
          0: L_PAREN@5..6 "(" [] []
          1: JS_BINARY_espression@6..11
            0: JS_IDENTIFIER_espression@6..8
              0: JS_REFERENCE_IDENTIFIER@6..8
                0: IDENT@6..8 "b" [] [Whitespace(" ")] # ??
            1: STAR@8..10 "*" [] [Whitespace(" ")] # ??
            2: JS_NUMBER_LITERAL_espression@10..11
              0: JS_NUMBER_LITERAL@10..11 "2" [] []
          2: R_PAREN@11..25 ")" [] [Whitespace(" "), Comments("// comment 1")] # ??
      1: (empty)
  4: EOF@25..73 "" [Newline("n") , Comments("/* comment 2 */"), Newline("n"), Comments("/** @type {string} co ...")] []

# ?? 是为了看清重点自行加的标注

2. 关键区别

特性ASTCST保留的细节仅语义关键内容（逻辑结构）全部语法细节（括号、分号、注释）错误恢复能力弱（遇到错误可能终止解析）强（可继续解析畸形代码）适用场景编译器、类型检查格式化、Lint 工具性能更高（结构更简单）稍低（存储更多信息）工具示例OXC、Babel、TypescripqBiome、Prettier、Tree-sitter

3. 在 Biome 和 OXC 中的应用差异
(1) Biome（基于 CST）

优势：

格式化畸形代码：即使代码有语法错误，也能尝试格式化。
更精准的代码样式保留：不会丢失原始格式（如括号位置）。
错误恢复友好：适合 IDE 实时提示（如 VS Code 插件）。

代价：
解析和存储成本略高。

(2) OXC（基于 AST）

优势：

更简单、更快：适合需要高性能的场景（如大规模代码分析）。
与编译器设计一致：OXC 的目标是成为类似 Rustc 的底层工具链。

限制：
对畸形代码处理较弱（可能直接报错而非尝试修复）。

4. 技术选择背后的哲学

Biome 的选择（CST）：

目标是成为“开发者体验优先”的工具，强调错误恢复和格式化保真度。
适合需要与 IDE 深度集成的场景（如实时 linting）。

OXC 的选择（AST）：

追求极简主义和性能，类似 Rust 的工具链设计。
更适合作为底层引擎（如构建工具、编译器前端）。

Boshen（OXC 作者）曾提到，AST 的简洁性更符合 OXC 的目标——提供一个“无魔法”的高性能基础工具。

5. 实际影响

如果你需要：

强格式化能力 → 选择 Biome（CST 保留更多信息）。
极致性能/编译集成 → 选择 OXC（AST 更轻量）。

示例对比：
js 体验AI代码助手 代码解读复制代码// 畸形代码（缺少右括号）
const a = (1 + 2;

Biome：可能尝试自动补全括号并格式化。
OXC：直接报错，停止后续处理。

总结

CST 是“源代码的完整照片”，适合格式化、Lint 等需要保真的场景。
AST 是“源代码的简笔画”，适合编译器、静态分析等需要性能的场景。
Biome vs OXC 的选择本质上是 “开发者体验 vs 性能/简洁性” 的权衡。

 作者：imtoken
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