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當我們討論 TypeScript 時,我們在討論什么?

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TypeScript 的定位
- JavaScript 的超集
- 編譯期行為
- 不引入額外開銷
- 不改變運行時行為
- 始終與 ESMAScript 語言標準一致 (stage 3 語法)
TypeScript 中的 Decorator 較為特殊,為 Angular 團隊和 TypeScript 團隊交易的結(jié)果,有興趣可自行搜索相關資料。而且近期 EcmaScript 規(guī)范中的 decorator 提案內(nèi)容發(fā)生了劇烈變動,建議等此語法標準完全穩(wěn)定后再在生產(chǎn)項目中使用。
本文只討論圖中藍色部分。
類型的本質(zhì)是契約
JSDoc 也能標注類型,為什么要用 TypeScript?
- JSDoc 只是注釋,其標注沒有約束作用
- TS 有—checkJs 選項,但不好用
TS 會自動推斷函數(shù)返回值類型,為什么要多此一舉標注出來?
- 契約高于實現(xiàn)
- 檢查返回值是否寫錯
- 寫 return 時獲得提醒
開始之前
幾組 VSCode 快捷鍵
- 代碼補全
control + 空格ctrl + 空格 - 快速修復
command + .ctrl + . - 重構(gòu)(重命名)
fn + f2f2
一個網(wǎng)站
TypeScript Playground
初始化項目
自行配置
- "compilerOptions": {
- "esModuleInterop": true,
- "allowSyntheticDefaultImports": true,
- "noImplicitAny": true,
- "strictNullChecks": true,
- "noImplicitThis": true,
- "moduleResolution": "node"
- }
react 項目運行 create-react-app ${項目名} —scripts-version=react-scripts-ts
小試牛刀
&和 | 操作符
雖然在寫法上,這兩個操作符與位運算邏輯操作符相同。但在語義上,它們與位運算剛好相反。
位運算的表現(xiàn):
- 1001 | 1010 = 1011 // 合并1
- 1001 & 1010 = 1000 // 只保留共有1
在 TypeScript 中的表現(xiàn):
- interface IA {
- a: string
- b: number
- }
- type TB = {
- b: number
- c: number[]
- }
- type TC = IA | TB; // TC類型的變量的鍵只需包含ab或bc即可,當然也可以abc都有
- type TD = IA & TB; // TD類型的變量的鍵必需包含abc
對于這種表現(xiàn),可以這樣理解: & 表示必須同時滿足多個契約, | 表示滿足任意一個契約即可。
interface 和 type 關鍵字
interface 和 type 兩個關鍵字因為其功能比較接近,常常引起新手的疑問:應該在什么時候用 type,什么時候用 interface?
interface 的特點如下:
- 同名 interface 自動聚合,也可以和已有的同名 class 聚合,適合做 polyfill
- 自身只能表示 object/class/function 的類型
建議庫的開發(fā)者所提供的公共 api 應該盡量用 interface/class,方便使用者自行擴展。舉個例子,我之前在給騰訊云 Cloud Studio 在線編輯器開發(fā)插件時,因為查閱到的 monaco 文檔是 0.15.5 版本(當時的最新版本)的,而 Cloud Studio 使用的 monaco 版本為 0.14.3,缺失了一些我需要的 API,所以需要手動 polyfill 一下。
- /**
- * Cloud Studio使用的monaco版本較老0.14.3,和官方文檔相比缺失部分功能
- * 另外vscode有一些特有的功能,必須適配
- * 故在這里手動實現(xiàn)作為補充
- */
- declare module monaco {
- interface Position {
- delta(deltaLineNumber?: number, deltaColumn?: number): Position
- }
- }
- // monaco 0.15.5
- monaco.Position.prototype.delta = function (this: monaco.Position, deltaLineNumber = 0, deltaColumn = 0) {
- return new monaco.Position(this.lineNumber + deltaLineNumber, this.column + deltaColumn);
- }
與 interface 相比,type 的特點如下:
- 表達功能更強大,不局限于 object/class/function
- 要擴展已有 type 需要創(chuàng)建新 type,不可以重名
- 支持更復雜的類型操作
- type Tuple = [number, string];
- const a: Tuple = [2, 'sir'];
- type Size = 'small' | 'default' | 'big' | number;
- const b: Size = 24;
基本上所有用 interface 表達的類型都有其等價的 type 表達。但我在實踐的過程中,也發(fā)現(xiàn)了一種類型只能用 interface 表達,無法用 type 表達,那就是往函數(shù)上掛載屬性。
- interface FuncWithAttachment {
- (param: string): boolean;
- someProperty: number;
- }
- const testFunc: FuncWithAttachment = ...;
- const result = testFunc('mike'); // 有類型提醒
- testFunc.someProperty = 3; // 有類型提醒
extends 關鍵字
extends 本意為 “拓展”,也有人稱其為 “繼承”。在 TypeScript 中,extends 既可當作一個動詞來擴展已有類型;也可當作一個形容詞來對類型進行條件限定(例如用在泛型中)。在擴展已有類型時,不可以進行類型沖突的覆蓋操作。例如,基類型中鍵 a 為 string,在擴展出的類型中無法將其改為 number。
- type A = {
- a: number
- }
- interface AB extends A {
- b: string
- }
- // 與上一種等價
- type TAB = A & {
- b: string
- }
泛型
在前文我們已經(jīng)看到類型實際上可以進行一定的運算,要想寫出的類型適用范圍更廣,不妨讓它像函數(shù)一樣可以接受參數(shù)。TS 的泛型便是起到這樣的作用,你可以把它當作類型的參數(shù)。它和函數(shù)參數(shù)一樣,可以有默認值。除此之外,還可以用 extends 對參數(shù)本身需要滿足的條件進行限制。
在定義一個函數(shù)、type、interface、class 時,在名稱后面加上<> 表示即接受類型參數(shù)。而在實際調(diào)用時,不一定需要手動傳入類型參數(shù),TS 往往能自行推斷出來。在 TS 推斷不準時,再手動傳入?yún)?shù)來糾正。
- // 定義
- class React.Component
{ ... }
- interface IShowConfig
{ ... }
- // 調(diào)用
- class Modal extends React.Component
{ ... }
條件類型
除了與、或等基本邏輯,TS 的類型也支持條件運算,其語法與三目運算符相同,為 T extends U ? X : Y 。這里先舉一個簡單的例子。在后文中我們會看到很多復雜類型的實現(xiàn)都需要借助條件類型。
- type IsEqualType = A extends B ? (B extends A ? true : false) : false;
- type NumberEqualsToString = IsEqualType
; // false - type NumberEqualsToNumber = IsEqualType
; // true
環(huán)境 Ambient Modules
在實際應用開發(fā)時有一種場景,當前作用域下可以訪問某個變量,但這個變量并不由開發(fā)者控制。例如通過 Script 標簽直接引入的第三方庫 CDN、一些宿主環(huán)境的 API 等。這個時候可以利用 TS 的環(huán)境聲明功能,來告訴 TS 當前作用域可以訪問這些變量,以獲得類型提醒。
具體有兩種方式,declare 和三斜線指令。
- declare const IS_MOBILE = true; // 編譯后此行消失
- const wording = IS_MOBILE ? '移動端' : 'PC端';
用三斜線指令可以一次性引入整個類型聲明文件。
- ///
- const range = new monaco.Range(2, 3, 6, 7);
深入類型系統(tǒng)
基本類型
基本類型,也可以理解為原子類型。包括 number、boolean、string、null、undefined、function、array、字面量(true,false,1,2,‘a(chǎn)’)等。它們無法再細分。
復合類型
TypeScript 的復合類型可以分為兩類: set 和 map 。set 是指一個無序的、無重復元素的集合。而 map 則和 JS 中的對象一樣,是一些沒有重復鍵的鍵值對。
- // set
- type Size = 'small' | 'default' | 'big' | 'large';
- // map
- interface IA {
- a: string
- b: number
- }
復合類型間的轉(zhuǎn)換
- // map => set
- type IAKeys = keyof IA; // 'a' | 'b'
- type IAValues = IA[keyof IA]; // string | number
- // set => map
- type SizeMap = {
- [k in Size]: number
- }
- // 等價于
- type SizeMap2 = {
- small: number
- default: number
- big: number
- large: number
- }
map 上的操作
- // 索引取值
- type SubA = IA['a']; // string
- // 屬性修飾符
- type Person = {
- age: number
- readonly name: string // 只讀屬性,初始化時必須賦值
- nickname?: string // 可選屬性,相當于 | undefined
- }
映射類型和同態(tài)變換
在 TypeScript 中,有以下幾種常見的映射類型。它們的共同點是只接受一個傳入類型,生成的類型中 key 都來自于 keyof 傳入的類型,value 都是傳入類型的 value 的變種。
- type Partial
= { [P in keyof T]?: T[P] } // 將一個map所有屬性變?yōu)榭蛇x的 - type Required
= { [P in keyof T]-?: T[P] } // 將一個map所有屬性變?yōu)楸剡x的 - type Readonly
= { readonly [P in keyof T]: T[P] } // 將一個map所有屬性變?yōu)橹蛔x的 - type Mutable
= { -readonly [P in keyof T]: T[P] } // ts標準庫未包含,將一個map所有屬性變?yōu)榭蓪懙?nbsp;
此類變換,在 TS 中被稱為同態(tài)變換。在進行同態(tài)變換時,TS 會先復制一遍傳入?yún)?shù)的屬性修飾符,再應用定義的變換。
- interface Fruit {
- readonly name: string
- size: number
- }
- type PF = Partial
; // PF.name既只讀又可選,PF.size只可選
其他常用工具類型
由 set 生成 map
- type Record
= { [P in K]: T }; - type Size = 'small' | 'default' | 'big';
- /*
- {
- small: number
- default: number
- big: number
- }
- */
- type SizeMap = Record
;
保留 map 的一部分
- type Pick
= { [P in K]: T[P] }; - /*
- {
- default: number
- big: number
- }
- */
- type BiggerSizeMap = Pick
;
刪除 map 的一部分
- type Omit
= Pick >; - /*
- {
- default: number
- }
- */
- type DefaultSizeMap = Omit
;
保留 set 的一部分
- type Extract
= T extends U ? T : never; - type Result = 1 | 2 | 3 | 'error' | 'success';
- type StringResult = Extract
; // 'error' | 'success
刪除 set 的一部分
- type Exclude
= T extends U ? never : T; - type NumericResult = Exclude
; // 1 | 2 | 3
獲取函數(shù)返回值的類型。但要注意不要濫用這個工具類型,應該盡量多手動標注函數(shù)返回值類型。理由開篇時提過, 契約高于實現(xiàn) 。用 ReturnType 是由實現(xiàn)反推契約,而實現(xiàn)往往容易變且容易出錯,契約則相對穩(wěn)定。另一方面,ReturnType 過多也會降低代碼可讀性。
- type ReturnType
= T extends (...args: any[]) => infer R ? R : any; - function f() { return { a: 3, b: 2}; }
- /*
- {
- a: number
- b: number
- }
- */
- type FReturn = ReturnType
;
以上這些工具類型都已經(jīng)包含在了 TS 標準庫中,在應用中直接輸入名字進行使用即可。另外,在這些工具類型的實現(xiàn)中,出現(xiàn)了 infer、never、typeof 等關鍵字,在后文我會詳細解釋它們的作用。
類型的遞歸
TS 原生的 Readonly 只會限制一層寫入操作,我們可以利用遞歸來實現(xiàn)深層次的 Readonly。但要注意,TS 對最大遞歸層數(shù)做了限制,最多遞歸 5 層。
- type DeepReadony
= { - readonly [P in keyof T]: DeepReadony
- }
- interface SomeObject {
- a: {
- b: {
- c: number;
- };
- };
- }
- const obj: Readonly
= { a: { b: { c: 2 } } }; - obj.a.b.c = 3; // TS不會報錯
- const obj2: DeepReadony
= { a: { b: { c: 2 } } }; - obj2.a.b.c = 3; // Cannot assign to 'c' because it is a read-only property.
never infer typeof 關鍵字
never 是 | 運算的幺元,即 x | never = x 。例如之前的 Exclude
infer 的作用是讓 TypeScript 自己推斷,并將推斷的結(jié)果存儲到一個臨時名字中,并且只能用于 extends 語句中。它與泛型的區(qū)別在于,泛型是聲明一個 “參數(shù)”,而 infer 是聲明一個 “中間變量”。infer 我用得比較少,這里借用一下官方的示例。
- type Unpacked
= - T extends (infer U)[] ? U :
- T extends (...args: any[]) => infer U ? U :
- T extends Promise
? U : - T;
- type T0 = Unpacked
; // string - type T1 = Unpacked
; // string - type T2 = Unpacked<() => string>; // string
- type T3 = Unpacked
>; // string - type T4 = Unpacked
[]>; // Promise - type T5 = Unpacked
[]>>; // string
typeof 用于獲取一個 “常量” 的類型,這里的 “常量” 是指任何可以在編譯期確定的東西,例如 const、function、class 等。它是從 實際運行代碼 通向 類型系統(tǒng) 的單行道。理論上,任何運行時的符號名想要為類型系統(tǒng)所用,都要加上 typeof。但是 class 比較特殊不需要加,因為 ts 的 class 出現(xiàn)得比 js 早,現(xiàn)有的為兼容性解決方案。
在使用 class 時, class 名 表示實例類型, typeof class 表示 class 本身類型。沒錯,這個關鍵字和 js 的 typeof 關鍵字重名了 :)。
- const config = { width: 2, height: 2 };
- function getLength(str: string) { return str.length; }
- type TConfig = typeof config; // { width: number, height: number }
- type TGetLength = typeof getLength; // (str: string) => number
實戰(zhàn)演練
我在項目中遇到這樣一種場景,需要獲取一個類型中所有 value 為指定類型的 key。例如,已知某個 React 組件的 props 類型,我需要 “知道”(編程意義上)哪些參數(shù)是 function 類型。
- interface SomeProps {
- a: string
- b: number
- c: (e: MouseEvent) => void
- d: (e: TouchEvent) => void
- }
- // 如何得到 'c' | 'd' ?
分析一下這里的思路,我們需要從一個 map 得到一個 set,而這個 set 是 map 的 key 的 子集,篩選子集的 條件 是 value 的類型。要構(gòu)造 set 的子集,需要用到 never ;要實現(xiàn)條件判斷,需要用到 extends ;而要實現(xiàn) key 到 value 的訪問,則需要索引取值。經(jīng)過一些嘗試后,解決方案如下。
- type GetKeyByValueType
= { - [K in keyof T]: T[K] extends Condition ? K : never
- } [keyof T];
- type FunctionPropNames = GetKeyByValueType
; // 'c' | 'd'
這里的運算過程如下:
- // 開始
- {
- a: string
- b: number
- c: (e: MouseEvent) => void
- d: (e: TouchEvent) => void
- }
- // 第一步,條件映射
- {
- a: never
- b: never
- c: 'c'
- d: 'd'
- }
- // 第二步,索引取值
- never | never | 'c' | 'd'
- // never的性質(zhì)
- 'c' | 'd'
編譯提示 Compiler Hints
TypeScript 只發(fā)生在編譯期,因此我們可以在代碼中加入一些符號,來給予編譯器一些提示,使其按我們要求的方式運行。
類型轉(zhuǎn)換
類型轉(zhuǎn)換的語法為 < 類型名> xxx 或 xxx as 類型名 。推薦始終用 as 語法,因為第一種語法無法在 tsx 文件使用,而且容易和泛型混淆。一般只有這幾種場景需要使用類型轉(zhuǎn)換:自動推斷不準;TS 報錯,想不出更好的類型編寫方法,手動抄近路;臨時 “放飛自我”。
在使用類型轉(zhuǎn)換時,應該遵守幾個原則:
- 若要放松限制,只可放松到能運行的最嚴格類型上
- 如果不知道一個變量的精確類型,只標注到大概類型(例如 any[])也比 any 好
- 任何一段 “放飛自我”(完全沒有類型覆蓋)區(qū)代碼不應超過 2 行,應在出現(xiàn)第一個可以確定類型的變量時就補上標注
在編寫 TS 程序時,我們的目標是讓類型覆蓋率無限接近 100%。
! 斷言
! 的作用是斷言某個變量不會是 null / undefined,告訴編譯器停止報錯。這里由用戶確保斷言的正確。它和剛剛進入 EcmaScript 語法提案 stage 3 的 Optional Chaining 特性不同。Optional Chaining 特性可以保證訪問的安全性,即使在 undefined 上訪問某個鍵也不會拋出異常。而 ! 只是消除編譯器報錯,不會對運行時行為造成任何影響。
- // TypeScript
- mightBeUndefined!.a = 2
- // 編譯為
- mightBeUndefined.a = 2
// @ts-ignore
用于忽略下一行的報錯,盡量少用。
其他
我為什么不提 enum
enum 在 TS 中出現(xiàn)的比較早,它引入了 JavaScript 沒有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(編譯成一個雙向 map),入侵了運行時,與 TypeScript 宗旨不符。用 string literal union('small' | 'big' | 'large')可以做到相同的事,且在 debug 時可讀性更好。如果很在意條件比較的性能,應該用二進制 flag 加位運算。
- // TypeScript
- enum Size {
- small = 3,
- big,
- large
- }
- const a:Size = Size.large; // 5
- // 編譯為
- var Size;
- (function (Size) {
- Size[Size["small"] = 3] = "small";
- Size[Size["big"] = 4] = "big";
- Size[Size["large"] = 5] = "large";
- })(Size || (Size = {}));
- const a = Size.large; // 5
寫在最后
應該以什么心態(tài)來編寫 TypeScript
我們應該編寫有類型系統(tǒng)的 JavaScript,而不是能編譯成 JavaScript 的 Java/C#。任何一個 TypeScript 程序,在手動刪去類型部分,將后綴改成 .js 后,都應能夠正常運行。
本文標題:TypeScript中高級應用與完美實踐
文章地址:http://www.dlmjj.cn/article/djeehcg.html


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