C# 是 TypeScript 的最佳替补？

作者 | Nate Hill

译者 | 弯月

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

TypeScript非常优秀。它完美地结合了强类型和快速开发，因此非常好用，我在许多情况下都会默认选择这个库。但是，世上没有完美的语言，有些情况下TypeScript并不是最合适的工具：

1. 性能至关重要（例如实时通信、视频游戏）
2. 需要与原生代码（如C/C++或Rust）交互
3. 需要更严格的类型系统（例如金融系统）

对于这些情况，TypeScript开发人员最好还是选用其他语言。C#、Go和Java都是非常好的选择。它们的速度远超 TypeScript，每种语言都有自己的长处。C#能与TypeScript配合得很好，我来解释一下为什么。

1. TypeScript 就是添加了 C# 的 JavaScript

C#能与TypeScript配合得很好，因为它们看上去就像是同一种语言。两者都是由Anders Hejlsberg设计的，而且从许多方面来看，TypeScript就是添加了C#的JavaScript。它们的特性和语法都很相似，因此在同一个项目中结合使用二者非常容易。更重要的是，C#的语言与TypeScript很相似，因此开发人员阅读和编写代码也非常轻松。相反，Go是一种完全不同的语言：没有类，没有继承，没有异常，没有包级别的封装（只有类级别的封装），而且语法也完全不同。当然这并不一定是坏事，但开发人员的确需要重新思考并用不同的方式设计代码，因此，同时使用Go和TypeScript是比较困难的。不过，Java与C#很相似，但依然缺乏许多C#和TypeScript都有的功能。

2. C#和TypeScript的相似之处

也许你已经知道，C#和TypeScript有很多相似之处，如基于C的语法、类、接口、泛型等。下面，我来详细列举一下二者的相似之处：

• 2.1 async/await
• 2.2 lambda表达式和函数式数组方法
• 2.3 用于处理空的操作符（?，!，??）
• 2.4 解构
• 2.5 命令行界面（CLI）
• 2.6 基本功能（类、泛型、错误和枚举）

2.1 async/await

首先，C#和JavaScript都使用async/await来处理异步代码。在JavaScript中，异步操作用Promise表示，而应用程序可以await一个异步操作结束。C#中的Promise其实是Task，概念上与Promise完全相同，也有相应的方法。下面的例子演示了两种语言中async/await的用法：

TypeScript中async/await的例子：

async function fetchAndWriteToFile(url: string, filePath:string): Promise<string> {
  // fetch() returns aPromise
  const response = awaitfetch(url);
  const text = awaitresponse.text();
  // By the way, we'reusing Deno (https://deno.land)
  awaitDeno.writeTextFile(filePath, text);
  return text;
}

C#中async/await的例子：

using System.IO;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;

async Task<string> FetchAndWriteToFile(string url, stringfilePath) {
  // HttpClient.GetAsync()returns a Task
  var response = await newHttpClient().GetAsync(url);
  var text = awaitresponse.Content.ReadAsStringAsync();
  awaitFile.WriteAllTextAsync(filePath, text);
  return text;
}

下面是JavaScript的Promise API与等价的C# Task API：

2.2 Lambda表达式和函数式数组方法

C#和JavaScript都用熟悉的=>语法（即箭头函数）来表示lambda表达式。下面是TypeScript和C#的比较：

TypeScript中使用lambda表达式：

const months = ['January', 'February', 'March', 'April'];
const shortMonthNames = months.filter(month => month.length< 6);
const monthAbbreviations = months.map(month =>month.substr(0, 3));
const monthStartingWithF = months.find(month => {
  returnmonth.startsWith('F');
});

C#中使用lambda表达式：

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

var months = new List<string> {"January","February", "March", "April"};
var shortMonthNames = months.Where(month => month.Length <6);
var monthAbbreviations = months.Select(month =>month.Substring(0, 3));
var monthStartingWithF = months.Find(month => {
  returnmonth.StartsWith("F");
});

上述示例演示了C#的System.Linq命名空间中的一些方法，相当于JavaScript的函数式数组方法。下面是JavaScript的数组方法与等价的C# Linq方法：

2.3 处理空操作符

C#和TypeScript处理空的特性也一样：

2.4 解构

尽管C#默认不支持数组或类的解构，但它支持Tuple和Record的解构，用户也可以为自定义类型定义解构。下面是TypeScript和C#中解构的例子：

TypeScript中解构的例子：

const author = { firstName: 'Kurt', lastName: 'Vonnegut' };
// Destructuring an object:
const { firstName, lastName } = author;

const cityAndCountry = ['Indianapolis', 'United States'];
// Destructuring an array:
const [city, country] = cityAndCountry;

C#中解构的例子：

using System;

var author = new Author("Kurt", "Vonnegut");
// Deconstructing a record:
var (firstName, lastName) = author;

var cityAndCountry = Tuple.Create("Indianapolis","United States");
// Deconstructing a tuple:
var (city, country) = cityAndCountry;

// Define the Author record used above
record Author(string FirstName, string LastName);

2.5 命令行界面（CLI）

我的开发方式是使用文本编辑器编写代码，然后在终端运行命令，构建并运行。对于TypeScript，这意味着需要使用node或deno命令行界面（CLI）。C#也有类似的CLI，名为dotnet（由C#的.NET运行时得名）。下面是使用dotnet CLI的一些例子：

mkdir app && cd app
# Create a new console application
# List of available app templates:https://docs.microsoft.com/dotnet/core/tools/dotnet-new
dotnet new console
# Run the app
dotnet run
# Run tests (don't feel bad if you haven't written those)
dotnet test
# Build the app as a self-contained
# single file application for Linux.
dotnet publish -c Release -r linux-x64

2.6 基本功能（类、泛型、错误和枚举）

这些是TypeScript和C#之间更基本的相似性。下面的例子是有关这几个方面的介绍：

TypeScript类的示例：

import { v4 as uuidv4 } from'https://deno.land/std/uuid/mod.ts';

enum AccountType {
  Trial,
  Basic,
  Pro
}

interface Account {
  id: string;
  type: AccountType;
  name: string;
}

interface Database {
  insert(item: T):Promise;
  get(id: string):Promise;
}

class AccountManager {

  constructor(database:Database) {
    this._database =database;
  }

  asynccreateAccount(type: AccountType, name: string) {
    try {
      const account = {
        id: uuidv4(),
        type,
        name;
      };
      awaitthis._database.insert(account);
    } catch (error) {
        console.error(`Anunexpected error occurred while creating an account. Name: ${name}, Error:${error}`);
    }
  }

  private _database:Database;
}

C#类的示例：

using System;
using System.Threading.Tasks;

enum AccountType {
  Trial,
  Basic,
  Pro
}

record Account(string Id, AccountType Type, string Name);

interface IDatabase<T> {
  Task Insert(T item);
  Task Get(stringid);
}

class AccountManager {

  publicAccountManager(IDatabase database) {
    _database = database;
  }

  public async voidCreateAccount(AccountType type, string name) {
    try {
      var account = newAccount(
       Guid.NewGuid().ToString(),
        type,
        name
      );
      await_database.Insert(account)
    } catch (Exceptionexception) {
     Console.WriteLine($"An unexpected error occurred while creating anaccount. Name: {name}, Exception: {exception}");
    }
  }

  IDatabase_database;
}

3. C#的其他优势

与TypeScript相似并不是C#的唯一优点，它还有其他优点：

• 3.1 与原生代码结合更容易
• 3.2 事件
• 3.3 其他功能

3.1 与原生代码结合

C#的最大优势之一就是它可以深入原生代码。本文开头提到，TypeScript并不擅长与C/C++代码结合。Node.js有一个支持原生C/C++的插件，名为Node-API，但是它需要为原生函数编写额外的C++包裹器，将原生类型转换成JavaScript对象，或相反，类似于JNI的工作方式。而C#可以直接调用原生函数，只需把库放到应用程序的bin目录下，然后将API定义为C#中的外部函数即可。然后就能像C#函数一样使用外部函数，.NET运行时会处理好C#数据类型与原生数据类型之间的转换。例如，如果原生库导出了下面的C函数：

int countOccurrencesOfCharacter(char *string, char character) {
    int count = 0;
    for (int i = 0;string[i] != '\0'; i++) {
        if (string[i] ==character) {
            count++;
        }
    }
    return count;
}

那么可像下面这样从C#中调用：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

var count = MyLib.countOccurrencesOfCharacter("C# is prettyneat, eh?", 'e');
// Prints "3"
Console.WriteLine(count);

class MyLib {
    // Just placeMyLibraryName.so in the app's bin folder
   [DllImport("MyLibraryName")]
    public static externint countOccurrencesOfCharacter(string str, char character);
}

这种方法可以通过C连接访问任何动态库（.so、.dll或.dylib），也就是说，你可以轻松地调用C、C++、Rust、Go或其他语言编写的代码，只要编译成机器码即可。原生交互的其他应用还有：

• 将指针作为IntPtr传给原生对象
• 利用GetFunctionPointerForDelegate()将C#方法作为函数指针传给原生函数
• 使用Marshal.PtrToStringAnsi()将C字符串转换为C#字符串
• 转换结构和数组

3.2 事件

C#的一个独特的特性是，提供了一流的事件支持。在TypeScript中，你可以实现addEventListener()方法，让客户端监听事件，而C#有event关键字，可以用来定义事件，并通过简单的语法将事件通知给所有监听者（而不需要像TypeScript那样手动遍历所有事件监听者并在try/catch块中执行）。例如，我们可以让Connection类定义一个MessageReceived事件，如下所示：

class Connection {
    // AnAction is a callback that accepts a string parameter.
    public eventAction<string> MessageReceived;
}

使用Connection代码可以通过+=操作符给MessageReceived添加一个处理函数，如下：

var connection = new Connection();
connection.MessageReceived += (message) => {
   Console.WriteLine("Message was received: " + message);
};

而Connection类可以在内部调用MessageReceived，为所有监听者触发MessageReceived事件：

// Raise the MessageReceived event
MessageReceived?.Invoke(message);

4. 其他优势

1. 性能： C#很快。C#的ASP.NET(Core) Web框架一直在Techempower的评测中名列前茅，而C#的.NET CoreCLR运行时的性能每个主要版本都在提高。C#拥有优良性能的原因之一是，通过使用结构而不是类，应用程序可以最小化甚至完全消除垃圾回收。因此，C#在视频游戏编程中非常流行。
2. 游戏和混合现实： C#是游戏开发最流行的语言之一，像Unity、Godot甚至Unreal游戏引擎都使用了C#。C#在混合现实中也很流行，因为VR和AR应用程序都是用Unity编写的。
3. 由于C#拥有第一方库、工具和文档，因此一些任务非常容易实现，比如，在C#中创建gRPC客户端要比TypeScript方便得多。相反，在Node.js中使用TypeScript时，就必须找出正确的模块和工具的组合，才能正确地生成JavaScript gRPC客户端，以及相应的TypeScript类型。
4. 高级功能：C#有许多其他语言没有的功能，如运算符重载、析构函数等。

5. 总结

如前所述，世上没有完美的语言。在设计语言时总要有所权衡，所以一些语言的速度更快，但使用难度会增加（例如Rust的借出检查）。另一方面，一些语言非常易用，但通常性能的优化难度就会增加（例如JavaScript的动态语言特性）。正因如此，我相信掌握一组相似的语言会非常有用：这些语言分别有各自的长处，但都很相似，而且能互相配合。例如，下面是我选择的一组语言：

5.1 TypeScript

• 最高层的语言，开发速度最快
• 性能并非最佳，但适用于大多数应用
• 不太适合与原生代码结合

5.2 C#

• 仍然是高级语言，支持垃圾回收，所以很容易使用，尽管并不如TypeScript那么容易。
• 从速度和内存占用量来看，其性能都优于 TypeScript
• 最重要的是，能够与底层很好地结合

C++

• 开发难度较大（例如需要手动内存管理），因此开发速度会慢很多
• 但运行时的性能最佳！而且随处可用，能与许多已有的软件相结合
• 很像C#，而且标准库很好，但也有许多陷阱（大多数与内存管理有关）。我更希望使用Rust，因为它的内存安全性更好，但我的许多工作都要与已有的C++代码结合，因此使用C++会更容易。

参考链接：https://nate.org/csharp-and-typescript