Typescript真香秘笈-技术圈

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1. 前言

2018年Stack Overflow Developer的调研(https://insights.stackoverflow.com/survey/2018/)显示，TypeScript已经成为比JavaScript更受开发者喜爱的编程语言了。

之前我其实对于typescript没有太多好感，主要是认为其学习成本比较高，写起代码来还要多写很多类型声明，并且会受到静态类型检查的限制，很不自由，与javascript的设计哲学♂相悖。我相信有很多人也抱持着这样的想法。

然而，最近由于项目需要，学习并使用了一波typescript，结果。。。

2. Typescript是什么？

typescript，顾名思义，就是type + javascript，也就是加上了类型检查的js。官方对于typescript的介绍也指出，typescript是javascript的超集。纯粹的js语法，在typescript中是完全兼容的。但是反过来，用typescript语法编写的代码，却不能在浏览器或者Node环境下直接运行，因为typescript本身并不是Ecmascript标准语法。

3. 为什么要使用Typescript？

很多人坚持javascript而不愿使用typescript的一个很大原因是认为javascript的动态性高，基本不需要考虑类型，而使用typescript将会大大削弱编码的自由度。但实际上，动态性并不总是那么美好的。至少，现在javascript的动态性带来了以下三方面的问题：

代码可读性差，维护成本高。
所谓”动态一时爽，重构火葬场“。缺乏类型声明，对于自己非常熟悉的代码而言，问题不大。但是如果对于新接手或者太长时间没有接触的代码，理解代码的时候需要自行脑补各种字段与类型，如果不幸项目规模比较庞大，也没什么注释，那么你的反应大概会是像这样的：
有了typescript，每个变量类型与结构一目了然，根本无需自行脑补。搭配编辑器的智能提示，体验可谓舒适，妈妈再也不用担心我拼错字段名了。
缺乏类型检查，低级错误出现几率高。
人的专注力很难一直都保持高度在线状态，如果没有类型检查，很容易出现一些低级错误。例如给某个string变量赋值数值，或给对象赋值时候缺少了某些必要字段，调用函数时漏传或者错传参数等。这些看起来很低级的错误，虽然大多数情况下在自测或者测试阶段，都能被验出来，但是总会浪费你的一些时间去debug。
使用typescript，这种情况甚至不会发生，一旦你粗心地赋错值，编辑器立即标红提示，将bug扼杀在摇篮之中。
类型不确定，运行时解析器需要进行类型推断，存在性能问题。
我们知道javascript是边解析边执行的，由于类型不确定，所以同一句代码可能需要被多次编译，这就造成性能上的开销。
虽然typescript现在无法直接解决性能上的问题，因为typescript最终是编译成javascript代码的，但是现在已经有从typescript编译到WebAssembly的工具了：https://github.com/AssemblyScript/assemblyscript。

好了，如果看完了上面的内容，您还是表示对于typescript不感兴趣，那么后面的内容就可以忽略了哈哈哈。。。

4. Typescript基础篇

4.1 基础类型

typescript中的基础类型有：

其中，number、string、boolean、object、null、undefined、symbol都是比较简单的。

例如：

let num: number = 1; // 声明一个number类型的变量
let str: string = 'string'; // 声明一个string类型的变量
let bool: boolean = true; // 声明一个boolean类型的变量
let obj: object = { // 声明一个object类型的变量
  a: 1,
}
let syb: symbol = Symbol(); // 声明一个symbol类型的变量

null和undefined可以赋值给除了never的其他类型。

如果给变量赋予与其声明类型不兼容的值，就会有报错提示。

例如：

Array 数组类型

在typescript中，有两种声明数组类型的方式。

方式一：

let arr: Array<number> = [1, 2, 3]; // 声明一个数组类型的变量

方式二：

let arr: number[] = [1, 2, 3]; // 声明一个数组类型的变量

Tuple 元组类型

元组类似于数组，只不过元组元素的个数和类型都是确定的。

let tuple: [number, boolean] = [0, false];

any类型

当不知道变量的类型时，可以先将其设置为any类型。

设置为any类型后，相当于告诉typescript编译器跳过这个变量的检查，因此可以访问、设置这个变量的任何属性，或者给这个变量赋任何值，编译器都不会报错。

let foo: any;
foo.test();
foo = 1;
foo = 'a';

void类型

通常用来声明没有返回值的函数的返回值类型。

function foo(): void {
}

never类型

通常用来声明永远不会正常返回的函数的返回值类型：

// 返回never的函数必须存在无法达到的终点
function error(message: string): never {
  throw new Error(message);
}

// 返回never的函数必须存在无法达到的终点
function infiniteLoop(): never {
  while (true) {
  }
}

never与void的区别便是，void表明函数会正常返回，但是返回值为空。never表示的是函数永远不会正常返回，所以不可能有值。

enum 枚举类型

使用枚举类型可以为一组数值赋予友好的名字。

enum Color {Red, Green, Blue}
let c: Color = Color.Green;

默认情况下，从0开始为元素编号。你也可以手动的指定成员的数值。例如，我们将上面的例子改成从 1开始编号：

enum Color {Red = 1, Green, Blue}
let c: Color = Color.Green;

或者，全部都采用手动赋值：

enum Color {Red = 1, Green = 2, Blue = 4}
let c: Color = Color.Green;

元素类型也支持字符串类型：

enum Color {Red = 'Red', Green = 'Green', Blue = 'Blue'}
let c: Color = Color.Green;

枚举类型提供的一个便利是你可以由枚举的值得到它的名字。例如，我们知道数值为2，但是不确定它映射到Color里的哪个名字，我们可以查找相应的名字：

enum Color {Red = 1, Green, Blue}
let colorName: string = Color[2];

console.log(colorName);  // 显示'Green'因为上面代码里它的值是2

4.2 类型断言

有点类似其他强类型语言的强制类型转换，可以将一个值断言成某种类型，编译器不会进行特殊的数据检查和结构，所以需要自己确保断言的准确性。

断言有两种形式，一种为尖括号语法，一种为as语法。

尖括号语法：

let someValue: any = "this is a string";
let strLength: number = (<string>someValue).length;

as语法：

let someValue: any = "this is a string";
let strLength: number = (someValue as string).length;

在大部分情况下，这两种语法都可以使用，但是在jsx中就只能使用as语法了。

5. Typescript进阶篇

5.1 函数

函数类型：

函数类型主要声明的是参数和返回值的类型。

function sum(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

约等于

const sum: (numberA: number, numberB: number) => number = function(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

注意到类型定义时参数的名称不一定要与实际函数的名称一致，只要类型兼容即可。

可选参数：

函数参数默认都是必填的，我们也可以使用可选参数。

function sum(a: number, b: number, c?: number): number {
  return c ? a + b + c : a + b;
}

重载：

javascript本身是个动态语言。javascript里函数根据传入不同的参数而返回不同类型的数据是很常见的。

来看个简单但没什么用的例子：

function doNothing(input: number): number;
function doNothing(input: string): string;
function doNothing(input): any {
  return input;
}

console.log(doNothing(123));
console.log(doNothing('123'));

当然也可以使用联合类型，但是编译器就无法准确知道返回值的具体类型。

function doNothing(input: number | string): number | string {
  return input;
}
console.log(doNothing('123').length); // 错误：Property 'length' does not exist on type 'string | number'

如果只是单纯参数的个数不同，返回值类型一样，建议使用可选参数而不是重载。

function sum(a: number, b: number, c?: number) {
  return c ? a + b + c : a + b;
}

5.2 interface 接口

对于一些复杂的对象，需要通过接口来定义其类型。

interface SquareConfig {
  color: string;
  width: number;
}

const square: SquareConfig = {
  color: 'red', width: 0,
};

可选属性：

默认情况下，每个属性都是不能为空的。如果这么写，将会有报错。

interface SquareConfig {
  color: string;
  width: number;
}
const square: SquareConfig = {
  color: 'red',
};// error

可以将用"?"将width标志位可选的属性：

interface SquareConfig {
  color: string;
  width?: number;
}
const square: SquareConfig = {
  color: 'red',
};

只读属性：

一些对象属性只能在对象刚刚创建的时候修改其值。你可以在属性名前用 readonly来指定只读属性。

interface Point {
    readonly x: number;
    readonly y: number;
}

如果在初始化后试图修改只读属性的值，将会报错。

let p: Point = { x: 10, y: 20 };
p.x = 20; // error

函数类型：

接口除了能够描述对象的结构之外，还能描述函数的类型。

interface SumFunc {
  (a: number, b: number): number;
}

let sum: SumFunc;

sum = (numberA: number, numberB: number) => {
  return numberA + numberB;
}

可以看到函数的类型与函数定义时只要参数类型一致即可，参数名不一定要一样。

可索引类型：

可索引类型，实际就是声明对象的索引的类型，与对应值的类型。接口支持两种索引类型，一种是number，一种是string，通过可索引类型可以声明一个数组类型。

interface StringArray {
  [index: number]: string;
}

let myArray: StringArray;
myArray = ["Bob", "Fred"];

let myStr: string = myArray[0];

5.3 class 类

typescript中的类是javascript中类的超集，所以如果你了解es6中的class的语法，也不难理解typescript中class的语法了。

这里主要说下typescript的class和javascript的class的不同之处：

只读属性
public、private、protected修饰符
抽象类
实现接口

只读属性

类似于接口中的只读属性，只能在类实例初始化的时候赋值。

class User {
  readonly name: string;
  constructor (theName: string) {
  	this.name = theName;
  }
}

let user = new User('Handsome');
user.name = 'Handsomechan'; // 错误！name是只读的

public、private、protected修饰符:

public修饰符表示属性是公开的，可以通过实例去访问该属性。类属性默认都是public属性。

class Animal {
    constructor(public name: string) {}
}
const animal = new Animal('tom');
console.log(animal.name); // 'tom'

注意在类的构造函数参数前加上修饰符是一个语法糖，上面的写法等价于：

class Animal {
  	public name: string;
    constructor(name: string) {
      this.name = name;
    }
}

private修饰符表示属性是私有的，只有实例的方法才能访问该属性。

class Animal {
  getName(): string { return this.name }
  constructor(private name: string) {}
}
const animal = new Animal('tom');
console.log(animal.getName()); // 'tom'
console.log(animal.name); // Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.

protected修饰符表示属性是保护属性，只有实例的方法和派生类中的实例方法才能访问到。

class Animal {
  constructor(public name: string, protected age: number) {}
}

class Cat extends Animal {
  getAge = ():number => {
    return this.age;
  }
}

const cat = new Cat('tom', 1);
console.log(cat.getAge()); // 1

抽象类：

抽象类做为其它派生类的基类使用。它们一般不会直接被实例化。不同于接口，抽象类可以包含成员的实现细节。 abstract关键字是用于定义抽象类和在抽象类内部定义抽象方法。

abstract class Animal {
    abstract makeSound(): void; // 抽象方法，必须在派生类中实现
    move(): void {
        console.log('roaming the earch...');
    }
}
class Sheep extends Animal {
  makeSound() {
    console.log('mie~');
  }
}
const animal = new Animal(); // 错误，抽象类不能直接实例化
const sheep = new Sheep();
sheep.makeSound();
sheep.move();

实现接口：

类可以实现一个接口，从而使得类满足这个接口的约束条件。

interface ClockInterface {
    currentTime: Date;
}

class Clock implements ClockInterface {
    currentTime: Date;
    constructor(h: number, m: number) { }
}

5.4 泛型

泛型在强类型语言中很常见，泛型支持在编写代码时候使用类型参数，而不必在一开始确定某种特定的类型。这样做的原因有两个：

有时候没办法在代码被使用之前知道类型。

例如我们封装了一个request函数，用来发起http请求，返回请求响应字段。

我们在实现request函数的时候，实际上是不能知道响应字段有哪些内容的，因为这跟特定的请求相关。

所以我们将类型确定的任务留给了调用者。

// 简单封装了一个request函数
async function request<T>(url: string): Promise<T> {
  try {
    const result = await fetch(url).then((response) => {
      return response.json();
    });
    return result;
  } catch (e) {
    console.log('request fail:', e);
    throw e;
  }
}

async function getUserInfo(userId: string): void {
  const userInfo = await request<{
    nickName: string;
    age: number;
  }>(`user_info?id=${userId}`)
  console.log(userInfo); // { nickName: 'xx', age: xx }
}

getUserInfo('123');

提高代码的复用率。

如果对于不同类型，代码的操作都是一样的，那么可以使用泛型来提高代码的复用率。

// 获取数组或者字符串的长度
function getLen<T extends Array<any> | string>(arg: T): number {
  return arg ? arg.length : 0;
}

当然，您可能觉得这两点在javascript中都可以轻易做到，根本不需要泛型。是的，泛型本身是搭配强类型食用更佳的，在弱类型下没意义。

在typescript中，泛型有几种打开方式：

泛型函数：

function someFunction<T>(arg: T) : T {
  return arg;
}
console.log(someFunction<number>(123)); // 123

泛型类型：

interface

interface UserInfo {
  id: T;
  age: number;
}
const userInfo: UserInfo<number> = {
  id: 123,
  age: 23,
}

type

type UserInfo = { // 同上
  id: T;
  age: number;
}
const userInfo: UserInfo<string> = {
  id: '123',
  age: 123,
}

泛型类：

class UserInfo {
  constructor(private id: T, private age: number) {};
  getId(): T {
    return this.id;
  }
}

我们也可以给类型变量加上一些约束。

泛型约束

有时编译器不能确定泛型里面有什么属性，就会出现报错的情况。

function logLength<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

解决方法是加上泛型约束。

interface TypeWithLength {
  length: number,
}
function logLength<T extends TypeWithLength>(arg: T): T {
  console.log(arg.length);  // ok
  return arg;
}

6. Typescript高级篇

6.1 高级类型

交叉类型：

交叉类型是将多个类型合并为一个类型。

interface typeA {
  a?: number,
}

interface typeB {
  b?: number,
}

let value: typeA & typeB = {};

value.a = 1; // ok
value.b = 2; // ok

联合类型：

联合类型表示变量属于联合类型中的某种类型，使用时需要先断言一下。

interface TypeA {
  a?: number,
}

interface TypeB {
  b?: number,
}

const value: TypeA | TypeB = {};

(value).a = 1; // ok

6.2 类型别名 type

类型别名可以给一个类型起个新名字。类型别名有时和接口很像，但是可以作用于原始值，联合类型，元组以及其它任何你需要手写的类型。可以将type看做存储类型的特殊类型。

type Name = string;
type NameResolver = () => string;
type NameOrResolver = Name | NameResolver;
...

6.3 is

is关键字通常组成类型谓词，作为函数的返回值。谓词为 parameterName is Type这种形式， parameterName必须是来自于当前函数签名里的一个参数名。

function isFish(pet: Fish | Bird): pet is Fish {
    return (pet).swim !== undefined;
}

这样的好处是当函数调用后，如果返回true，编译器会将变量的类型锁定为那个具体的类型。

例如：

if (isFish(pet)) {
  pet.swim(); // 进入这里，编译器认为pet是Fish类型。
} else {
  pet.fly(); // 进入这里，编译器认为pet是Bird类型。
}

6.4 keyof

keyof为索引类型查询操作符。

interface Person {
    name: string;
    age: number;
}
type IndexType = keyof Person; // 'name' | 'age'

这样做的好处是使得编译器能够检查到动态属性的类型。

function pick<T, K extends keyof T>(obj: T, keys: K[]): T[K][] {
  return keys.map(key => obj[key]);
}

console.log(pick(person, ['name', 'age'])); // [string, number]

6.5 声明合并

为什么需要声明合并呢？

我们思考一下，在javascript中，一个对象是不是可能有多重身份。

例如说，一个函数，它可以作为一个普通函数执行，它也可以是一个构造函数。同时，函数本身也是对象，它也可以有自己的属性。

所以这注定了typescript中的类型声明可能存在的复杂性，需要进行声明的合并。

合并接口

最简单也最常见的声明合并类型是接口合并。从根本上说，合并的机制是把双方的成员放到一个同名的接口里。

interface Box {
    height: number;
    width: number;
}

interface Box {
    scale: number;
}

let box: Box = {height: 5, width: 6, scale: 10};

接口的非函数的成员应该是唯一的。如果它们不是唯一的，那么它们必须是相同的类型。如果两个接口中同时声明了同名的非函数成员且它们的类型不同，则编译器会报错。

对于函数成员，每个同名函数声明都会被当成这个函数的一个重载。同时需要注意，当接口 A与后来的接口 A合并时，后面的接口具有更高的优先级。

合并命名空间

Animals声明合并示例：

namespace Animals {
    export class Zebra { }
}

namespace Animals {
    export interface Legged { numberOfLegs: number; }
    export class Dog { }
}

等同于：

namespace Animals {
    export interface Legged { numberOfLegs: number; }

    export class Zebra { }
    export class Dog { }
}

命名空间与类和函数和枚举类型合并

类与命名空间的合并：

class Album {
    label: Album.AlbumLabel;
}
namespace Album {
    export class AlbumLabel { }
}

函数与命名空间的合并：

function buildLabel(name: string): string {
    return buildLabel.prefix + name + buildLabel.suffix;
}

namespace buildLabel {
    export let suffix = "";
    export let prefix = "Hello, ";
}

console.log(buildLabel("Sam Smith"));

此外，类与枚举、命名空间与枚举等合并也是可以的，这里不再话下。

6.6 声明文件

声明文件通常是以.d.ts结尾的文件。

如果只有ts、tsx文件，那么其实不需要声明文件。声明文件一般是在用第三方库的时候才会用到，因为第三方库都是js文件，加上声明文件之后，ts的编译器才能知道第三库暴露的方法、属性的类型。

声明语法：

declare var、declare let、declare const声明全局变量

// src/jQuery.d.ts
declare let jQuery: (selector: string) => any;

declare function 声明全局方法

declare function jQuery(selector: string): any;

declare class声明全局类

// src/Animal.d.ts
declare class Animal {
    name: string;
    constructor(name: string);
    sayHi(): string;
}

declare enum 声明全局枚举类型

declare enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

declare namespace 声明（含有子属性的）全局变量

// src/jQuery.d.ts

declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: any): void;
}

interface和type声明全局类型

interface AjaxSettingsInterface {
  method?: 'GET' | 'POST'
  data?: any;
}

type AjaxSettingsType = {
  method?: 'GET' | 'POST'
  data?: any;
}

export 导出变量

在声明文件中只要用到了export、import就会被视为模块声明文件。模块声明文件中的declare关键字不能声明全局变量。

// types/foo/index.d.ts

export const name: string;
export function getName(): string;
export class Animal {
    constructor(name: string);
    sayHi(): string;
}
export enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}
export interface Options {
    data: any;
}

对应的导入和使用模块应该是这样：

// src/index.ts

import { name, getName, Animal, Directions, Options } from 'foo';

console.log(name);
let myName = getName();
let cat = new Animal('Tom');
let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
let options: Options = {
    data: {
        name: 'foo'
    }
};

export namespace导出（含有子属性的）对象

// types/foo/index.d.ts

export namespace foo {
    const name: string;
    namespace bar {
        function baz(): string;
    }
}

// src/index.ts

import { foo } from 'foo';

console.log(foo.name);
foo.bar.baz();

export default ES6 默认导出

// types/foo/index.d.ts

export default function foo(): string;

// src/index.ts

import foo from 'foo';

foo();

export = commonjs 导出模块

// 整体导出
module.exports = foo;
// 单个导出
exports.bar = bar;

在 ts 中，针对这种模块导出，有多种方式可以导入，第一种方式是 const ... = require：

// 整体导入
const foo = require('foo');
// 单个导入
const bar = require('foo').bar;

第二种方式是import ... from，注意针对整体导出，需要使用 import * as来导入：

// 整体导入
import * as foo from 'foo';
// 单个导入
import { bar } from 'foo';

第三种方式是 import ... require，这也是 ts 官方推荐的方式：

// 整体导入
import foo = require('foo');
// 单个导入
import bar = foo.bar;