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TypeScript中高級應(yīng)用與完美實踐

當(dāng)我們討論 TypeScript 時，我們在討論什么？

主要從事網(wǎng)頁設(shè)計、PC網(wǎng)站建設(shè)（電腦版網(wǎng)站建設(shè)）、wap網(wǎng)站建設(shè)（手機版網(wǎng)站建設(shè)）、成都響應(yīng)式網(wǎng)站建設(shè)公司、程序開發(fā)、微網(wǎng)站、小程序定制開發(fā)等，憑借多年來在互聯(lián)網(wǎng)的打拼，我們在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)積累了豐富的網(wǎng)站設(shè)計制作、成都網(wǎng)站設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)營銷經(jīng)驗，集策劃、開發(fā)、設(shè)計、營銷、管理等多方位專業(yè)化運作于一體，具備承接不同規(guī)模與類型的建設(shè)項目的能力。

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(biāo)準(zhǔn)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)注類型，為什么要用 TypeScript？

JSDoc 只是注釋，其標(biāo)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(biāo)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(fù) command + . ctrl + .
重構(gòu)（重命名） fn + f2 f2

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(dāng)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(guān)鍵字

interface 和 type 兩個關(guān)鍵字因為其功能比較接近，常常引起新手的疑問：應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(fù)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(guān)鍵字

extends 本意為 “拓展”，也有人稱其為 “繼承”。在 TypeScript 中，extends 既可當(dāng)作一個動詞來擴展已有類型；也可當(dāng)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(dāng)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(zhǔn)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(fù)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(yīng)用開發(fā)時有一種場景，當(dāng)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(biāo)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(dāng)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(fù)合類型

TypeScript 的復(fù)合類型可以分為兩類： set 和 map 。set 是指一個無序的、無重復(fù)元素的集合。而 map 則和 JS 中的對象一樣，是一些沒有重復(fù)鍵的鍵值對。

 
 
 
 
  
  
  
  // set   
  
  
  type Size = 'small' | 'default' | 'big' | 'large';   
  
  
  // map   
  
  
  interface IA {   
  
  
      a: string   
  
  
      b: number   
  
  
  }

復(fù)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)制一遍傳入?yún)?shù)的屬性修飾符，再應(yīng)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(yīng)該盡量多手動標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)庫中，在應(yīng)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(guān)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(guān)鍵字

never 是 | 運算的幺元，即 x | never = x 。例如之前的 Exclude 運算過程如下：

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(guān)鍵字和 js 的 typeof 關(guān)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(zhǔn)；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(yīng)該遵守幾個原則：

若要放松限制，只可放松到能運行的最嚴(yán)格類型上
如果不知道一個變量的精確類型，只標(biāo)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(yīng)超過 2 行，應(yīng)在出現(xiàn)第一個可以確定類型的變量時就補上標(biāo)注

在編寫 TS 程序時，我們的目標(biāo)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(yīng)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(yīng)該以什么心態(tài)來編寫 TypeScript

我們應(yīng)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(yīng)能夠正常運行。

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