當(dāng)我們討論 TypeScript 時，我們在討論什么？

TypeScript 的定位

• JavaScript 的超集
• 編譯期行為
• 不引入額外開銷
• 不改變運(yùn)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(tuán)隊(duì)和 TypeScript 團(tuán)隊(duì)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(xiàng)目中使用。

本文只討論圖中藍(lán)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(xiàng)，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(shí)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(bǔ)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(xiàng)目

自行配置

"compilerOptions": { 
    "esModuleInterop": true, 
    "allowSyntheticDefaultImports": true, 
    "noImplicitAny": true, 
    "strictNullChecks": true, 
    "noImplicitThis": true, 
    "moduleResolution": "node" 
} 
  

react 項(xiàng)目運(yùn)行 create-react-app ${項(xiàng)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(yùn)算邏輯操作符相同。但在語義上，它們與位運(yùn)算剛好相反。

位運(yùn)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?yàn)槠涔δ鼙容^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(diǎn)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(kuò)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?yàn)椴殚喌降?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(shí)現(xiàn)作為補(bǔ)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(diǎn)如下：

• 表達(dá)功能更強(qiáng)大，不局限于 object/class/function
• 要擴(kuò)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(dá)的類型都有其等價的 type 表達(dá)。但我在實(shí)踐的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一種類型只能用 interface 表達(dá)，無法用 type 表達(dá)，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(kuò)展已有類型；也可當(dāng)作一個形容詞來對類型進(jìn)行條件限定（例如用在泛型中）。在擴(kuò)展已有類型時，不可以進(jìn)行類型沖突的覆蓋操作。例如，基類型中鍵 a 為 string，在擴(kuò)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(shí)際上可以進(jìn)行一定的運(yùn)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(rèn)值。除此之外，還可以用 extends 對參數(shù)本身需要滿足的條件進(jìn)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(shí)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<P = {}, S = {}, SS = any> { ... } 
interface IShowConfig<P extends IShowProps> { ... } 
// 調(diào)用 
class Modal extends React.Component<IModalProps, IModalState> { ... } 

條件類型

除了與、或等基本邏輯，TS 的類型也支持條件運(yùn)算，其語法與三目運(yùn)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(shí)現(xiàn)都需要借助條件類型。

type IsEqualType<A, B> = A extends B ? (B extends A ? true : false) : false; 
type NumberEqualsToString = IsEqualType<number, string>;   // false 
type NumberEqualsToNumber = IsEqualType<number, number>;    // true 

環(huán)境 Ambient Modules

在實(shí)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。

/// <reference path="../typings/monaco.d.ts" /> 
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’）等。它們無法再細(xì)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(diǎn)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<T> = { [P in keyof T]?: T[P] }    // 將一個map所有屬性變?yōu)榭蛇x的 
type Required<T> = { [P in keyof T]-?: T[P] }    // 將一個map所有屬性變?yōu)楸剡x的 
type Readonly<T> = { readonly [P in keyof T]: T[P] }    // 將一個map所有屬性變?yōu)橹蛔x的 
type Mutable<T> = { -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?/span> 

此類變換，在 TS 中被稱為同態(tài)變換。在進(jìn)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<Fruit>;    // 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<K extends keyof any, T> = { [P in K]: T }; 
  
type Size = 'small' | 'default' | 'big'; 
/* 
{ 
    small: number 
    default: number 
    big: number 
} 
 */ 
type SizeMap = Record<Size, number>; 

保留 map 的一部分

type Pick<T, K extends keyof T> = { [P in K]: T[P] }; 
/* 
{ 
    default: number 
    big: number 
} 
 */ 
type BiggerSizeMap = Pick<SizeMap, 'default' | 'big'>; 
  

刪除 map 的一部分

type Omit<T, K> = Pick<T, Exclude<keyof T, K>>; 
/* 
{ 
    default: number 
} 
 */ 
type DefaultSizeMap = Omit<BiggerSizeMap, 'big'>; 

保留 set 的一部分

type Extract<T, U> = T extends U ? T : never; 
  
type Result = 1 | 2 | 3 | 'error' | 'success'; 
type StringResult = Extract<Result, string>;    // 'error' | 'success 

刪除 set 的一部分

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T; 
type NumericResult = Exclude<Result, string>;    // 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(shí)現(xiàn) 。用 ReturnType 是由實(shí)現(xiàn)反推契約，而實(shí)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> = T extends (...args: any[]) => infer R ?  R : any; 
  
function f() { return { a: 3, b: 2}; } 
/* 
{ 
    a: number 
    b: number 
} 
 */ 
type FReturn = ReturnType<f>; 

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(jìn)行使用即可。另外，在這些工具類型的實(shí)現(xiàn)中，出現(xiàn)了 infer、never、typeof 等關(guān)鍵字，在后文我會詳細(xì)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(shí)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<T> = { 
    readonly [P in keyof T]: DeepReadony<T[P]> 
} 
  
interface SomeObject { 
  a: { 
    b: { 
      c: number; 
    }; 
  }; 
} 
  
const obj: Readonly<SomeObject> = { a: { b: { c: 2 } } }; 
obj.a.b.c = 3;    // TS不會報錯 
  
const obj2: DeepReadony<SomeObject> = { 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(yùn)算的幺元，即 x | never = x 。例如之前的 Exclude<Result, string> 運(yùn)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> = 
    T extends (infer U)[] ? U : 
    T extends (...args: any[]) => infer U ? U : 
    T extends Promise<infer U> ? U : 
    T; 
  
type T0 = Unpacked<string>;  // string 
type T1 = Unpacked<string[]>;  // string 
type T2 = Unpacked<() => string>;  // string 
type T3 = Unpacked<Promise<string>>;  // string 
type T4 = Unpacked<Promise<string>[]>;  // Promise<string> 
type T5 = Unpacked<Unpacked<Promise<string>[]>>;  // 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(shí)際運(yùn)行代碼 通向 類型系統(tǒng) 的單行道。理論上，任何運(yùn)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?yàn)?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(shí)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(shí)戰(zhàn)演練

我在項(xiàng)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(shí)現(xiàn)條件判斷，需要用到 extends ；而要實(shí)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<T, Condition> = { 
    [K in keyof T]: T[K] extends Condition ? K : never 
} [keyof T]; 
  
type FunctionPropNames =  GetKeyByValueType<SomeProps, Function>;    // 'c' | 'd' 

這里的運(yùn)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(yùn)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?yàn)榈谝环N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(yùn)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(bǔ)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(jìn)制 flag 加位運(yùn)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(yùn)行。