TypeScript 完全手册

TypeScript 完全手册
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原文:https://www.freecodecamp.org/news/the-definitive-typescript-handbook/
作者:Gustavo Azevedo
译者:Theoda

Stack Overflow 在 90,000 名开发者中开展了一项调查,结果显示 TypeScript 是人们最想学习的工具之一。

在过去几年中,TypeScript 的热门程度、社区规模和使用率都在不断提高。如今,甚至 Facebook 正将 Jest 项目转移至 TypeScript

什么是 TypeScript?

TypeScript 是 JavaScript 的超集,具有静态类型特性,旨在简化大型 JavaScript 应用程序的开发,也被称为 JavaScript that scales可拓展的 JavaScript)。

为什么要用 TypeScript?

JavaScript 在过去几年中快速发展,成为客户端和服务器端最通用的跨平台语言。

但 JavaScript 本意并不用于大型应用开发。它是一种没有类型系统的动态语言,也就是说,变量的值可以是任何类型(例如字符串或布尔值)。

而类型系统能够提高代码质量和可读性,使代码库更易于维护或重构。更重要的是它可以在编译时就捕获错误,而不是在运行时才捕获。

而 JavaScript 并没有类型系统,所以一个大型开发团队难以使用 JavaScript 构建复杂的应用程序。

而 TypeScript 能在编译时检查不同部分代码的正确性。在编译时检查出错误,便于开发者发现错误的位置和具体问题。如果运行时才检查出错误,则需要跟踪复杂的堆栈,花费大量时间进行调试。

TypeScript 的优点

  1. 在开发周期中能更早地捕获潜在的错误。
  2. 管理大型代码库。
  3. 更易于重构。
  4. 更易于团队合作:代码的耦合性越强,不同开发人员访问代码库时越不容易造成无意破坏。
  5. 文档特性:类型本身就是一种文档信息,方便日后开发者本人或者其他开发者查询。

TypeScript 的缺点

  1. 需要额外的学习:需要在短期放缓进度与长期提高效率间进行权衡。
  2. 类型错误可能多种多样。
  3. 配置极大地影响运行。

类型

Boolean (布尔值)

const isLoading: boolean = false;

Number (数字)

const decimal: number = 8;
const binary: number = 0b110;

String (字符串)

const fruit: string = "orange";

Array (数组)

数组可以写成下面两种形式:

// 最常见的方式
let firstFivePrimes: number[] = [2, 3, 5, 7, 11];
// 不太常见的方式:使用泛型 (稍后介绍)
let firstFivePrimes2: Array<number> = [2, 3, 5, 7, 11];

Tuple (元组)

Tuple 类型表示一种组织好的数组,元素的类型预先知道,并且数量固定。这意味着你有可能得到错误提示:

let contact: [string, number] = ['John', 954683];
contact = ['Ana', 842903, 'extra argument']  /* Error! 
Type '[string, number, string]' is not assignable to type '[string, number]'. */

Any (任意值)

any 与类型系统中的任何类型都兼容。意味着可以将任何内容赋值给它,也可以将它赋值给任何类型。它能让你避开类型检查。

let variable: any = 'a string';
variable = 5;
variable = false;
variable.someRandomMethod(); /* 行吧,
也许运行的时候 someRandomMethod 是存在的 */

Void (空值)

void 表示没有任何类型。它通常用作没有返回值的函数的返回类型。

function sayMyName(name: string): void {
  console.log(name);
}
sayMyName('Heisenberg');

Never

never 类型表示的是那些永不存在的值的类型。 例如,never 类型是那些总是会抛出异常、或者根本就不会有返回值的函数的返回值类型。

// 抛出异常
function error(message: string): never {
  throw new Error(message);
}

// 永远不能返回
function continuousProcess(): never {
  while (true) {
      // ...
  }
}

Null 和 Undefined

undefinednull 两者各自有自己的类型分别叫做 undefinednull。和 void 相似,它们的本身的类型用处不是很大,但是在联合类型中非常有用 (稍后介绍)

type someProp = string | null | undefined;

Unknown

TypeScript 3.0 引入了 unknown (未知) 类型,它是与 any 类型对应的安全类型。任何东西都可以赋值给 unknown,但 unknown 不能赋值给除了它本身和 any 以外的任何东西。在没有先断言或指定到更具体类型的情况下,不允许对 unknown 进行任何操作。

type I1 = unknown & null;    // null
type I2 = unknown & string;  // string
type U1 = unknown | null;    // unknown
type U2 = unknown | string;  // unknown

类型别名

类型别名可以为现有类型提供替代名称,以便某些地方使用。构造它的语法如下:

type Login = string;

联合类型

TypeScript 允许让一个属性具有多种数据类型,名为 union (联合) 类型。

type Password = string | number;

交叉类型

交叉类型是将多种类型叠加到一起成为一种类型。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}
interface Worker {
  companyId: string;
}
type Employee = Person & Worker;

Interface (接口)

接口好似你和编译器定义契约,由你指定一个类型,预期它的属性应该是些什么类型。

边注:接口不受 JavaScript 运行时的特性影响,它只在类型检查中会用到。

  • 可以声明可选属性(带有 ? 标记),意味着接口的对象可能会、也可能不会定义这些属性。
  • 可以声明只读属性,意味着一旦为属性赋值,就无法更改。
interface ICircle {
  readonly id: string;
  center: {
    x: number;
    y: number;
  },
  radius: number;
  color?: string;  // 可选属性
}

const circle1: ICircle = {
  id: '001',
  center: { x: 0 },
  radius: 8,
};  /* Error! Property 'y' is missing in type '{ x: number; }' 
but required in type '{ x: number; y: number; }'. */

const circle2: ICircle = {
  id: '002',
  center: { x: 0, y: 0 },
  radius: 8,
}  // 正确

扩展接口

接口可以扩展成另一个接口,或者更多接口。这使得接口的编写更具有灵活性和复用性。

interface ICircleWithArea extends ICircle {
  getArea: () => number;
}

实现接口

实现接口的类需要严格遵循接口的结构。

interface IClock {
  currentTime: Date;
  setTime(d: Date): void;
}

枚举

enum (枚举) 用来组织一组的相关值,这些值可以是数值,也可以是字符串值。

enum CardSuit {
  Clubs,
  Diamonds,
  Hearts,
  Spades
}
let card = CardSuit.Clubs;

默认情况下,枚举的本质是数字。enum 的取值从 0 开始,以 1 递增。

上一个例子所生成的 JavaScript 代码如下:

var CardSuit;
(function (CardSuit) {
  CardSuit[CardSuit["Clubs"] = 0] = "Clubs";
  CardSuit[CardSuit["Diamonds"] = 1] = "Diamonds";
  CardSuit[CardSuit["Hearts"] = 2] = "Hearts";
  CardSuit[CardSuit["Spades"] = 3] = "Spades";
})(CardSuit || (CardSuit = {}));

或者,枚举可以用字符串值来初始化,这种方法更易读。

enum SocialMedia {
  Facebook = 'FACEBOOK',
  Twitter = 'TWITTER',
  Instagram = 'INSTAGRAM',
  LinkedIn = 'LINKEDIN'
}

反向映射

enum 支持反向映射,也就是说,可以通过值来获得成员、成员名。

回顾之前 CardSuit 的例子:

const clubsAsNumber: number = CardSuit.Clubs; // 3
const clubsAsString: string = CardSuit[0];    // 'Clubs'

函数

你可以为每个参数指定一个类型,再为函数指定一个返回类型。

function add(x: number, y: number): number {
  return x + y;
}

函数重载

TypeScript 允许声明 函数重载。简单来说,可以使用多个名称相同但参数类型和返回类型不同的函数。参考下面的例子:

function padding(a: number, b?: number, c?: number, d?: any) {
  if (b === undefined && c === undefined && d === undefined) {
    b = c = d = a;
  }
  else if (c === undefined && d === undefined) {
    c = a;
    d = b;
  }
  return {
    top: a,
    right: b,
    bottom: c,
    left: d
  };
}

参数的含义根据传递给函数的参数数量而变化。此外,该函数只接受一个、两个或四个参数。要构造函数重载,只需多次声明函数头就可以了。最后一个函数头真正实现了函数体,但函数外部并不能直接调用最后一个函数头。

function padding(all: number);
function padding(topAndBottom: number, leftAndRight: number);
function padding(top: number, right: number, bottom: number, left: number);
function padding(a: number, b?: number, c?: number, d?: number) {
  if (b === undefined && c === undefined && d === undefined) {
    b = c = d = a;
  }
  else if (c === undefined && d === undefined) {
    c = a;
    d = b;
  }
  return {
    top: a,
    right: b,
    bottom: c,
    left: d
  };
}

你可以指定属性的类型和方法参数的类型。

class Greeter {
  greeting: string;
  constructor(message: string) {
    this.greeting = message;
  }
  greet(name: string) {
    return `Hi ${name}, ${this.greeting}`;
  }
}

访问修饰符

Typescript 支持 public (公有), private (私有), protected (保护) 修饰符,它们决定了类成员的可访问性。

  • public (公有) 成员和纯 JavaScript 的成员一样,是默认的修饰符。
  • private (私有) 成员对外界来说不可访问。
  • protected(保护) 成员和私有成员的区别在于,它能够被继承类访问。
| 具有访问权限     | public | protected | private |
| :------------- | :----: | :-------: | :-----: |
| 类本身          |   yes  |    yes    |   yes   |
| 派生类          |   yes  |    yes    |    no   |
| 类实例          |   yes  |     no    |    no   |

只读修饰符

readonly (只读) 变量必须在它声明或构造时初始化。

class Spider {
  readonly name: string;
  readonly numberOfLegs: number = 8;
  constructor (theName: string) {
    this.name = theName;
  }
}

参数属性

参数属性 可以放在一个地方创建并初始化成员。它通过给构造函数参数添加一个访问限定符来声明。

class Spider {
  readonly numberOfLegs: number = 8;
  constructor(readonly name: string) {
  }
}

抽象

abstract (抽象) 这个关键字可以用在抽象类上,也可以用在抽象类方法上。

  • 抽象类 不会直接被实例化。抽象类主要用于继承,继承抽象类必须实现它所有的抽象方法。
  • 抽象成员 不包含具体实现,因此不能被直接访问。这些成员必须在派生类中实现。 (类似接口)

类型断言

TypeScript 允许你以任何方式覆盖其推断的类型。当你比编译器本身能更好地理解变量类型时,可以使用它。

const friend = {};
friend.name = 'John';  // Error! Property 'name' does not exist on type '{}'

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

const person = {} as Person;
person.name = 'John';  // 正确

最初,类型断言的语法是 <type>

let person = <Person> {};

但这在 JSX 中使用时产生了歧义。因此建议使用 as 代替。

类型断言通常在从 JavaScript 迁移代码时使用,你对变量的类型了解可能比当前指派的更准确。

但断言也会 被认为有害。

我们来看看上一个示例中的 Person 接口,你注意到了什么问题吗?如果你注意到丢失了 age 属性,恭喜,你对了!编译器可能会帮助你自动完成 Person 的属性,但如果您遗漏了任何属性,它也不会报错。

类型推论

没有明确指定出类型时,TypeScript 会推断变量类型。

/**
 * 变量声明
 */
let a = "some string";
let b = 1;
a = b;  // Error! Type 'number' is not assignable to type 'string'.

// 如果是复杂的对象,TypeScript 会用最常见的类型
// 来推断对象类型。
const arr = [0, 1, false, true];  // (number | boolean)[]

类型兼容性

类型兼容性是基于结构类型的,结构类型只使用其成员来描述类型。

结构化类型系统的基本规则是:如果 x 要兼容 y,那么 y 至少具有与 x 相同的属性。

interface Person {
name: string;
}

let x: Person;  // 正确,尽管不是Person接口的实现
let y = { name: 'John', age: 20 };  // type { name: string; age: number }
x = y;

由于 y 有一个成员 name: string 匹配 Person 接口所需的属性,这意味着 xy 的子类型。因此这个赋值是合法的。

函数

参数数量
在函数调用中,至少需要传入足够的参数,多余的参数不会导致任何错误。

function consoleName(person: Person) {
  console.log(person.name);
}
consoleName({ name: 'John' });           // 正确
consoleName({ name: 'John', age: 20 });  // 多余的参数也合法

返回值类型
返回值类型必须至少包含足够的数据。

let x = () => ({name: 'John'});
let y = () => ({name: 'John', age: 20 });
x = y;  // 正确
y = x;  /* Error! Property 'age' is missing in type '{ name: string; }'
but required in type '{ name: string; age: number; }' */

类型保护

类型保护可以在条件块中缩小对象类型的范围。

typeof

在条件里使用 typeof,编译器会知道变量的类型会不一致。在下面的示例中,TypeScript 会知道:在条件块之外,x 可能是布尔值,而布尔值上无法调用函数 toFixed

function example(x: number | boolean) {
  if (typeof x === 'number') {
    return x.toFixed(2);
  }
  return x.toFixed(2); // Error! Property 'toFixed' does not exist on type 'boolean'.
}

instanceof

class MyResponse {
  header = 'header example';
  result = 'result example';
  // ...
}
class MyError {
  header = 'header example';
  message = 'message example';
  // ...
}
function example(x: MyResponse | MyError) {
  if (x instanceof MyResponse) {
    console.log(x.message); // Error! Property 'message' does not exist on type 'MyResponse'.
    console.log(x.result);  // 正确
  } else {
    // TypeScript 知道这里一定是 MyError
    console.log(x.message); // 正确
    console.log(x.result);  // Error! Property 'result' does not exist on type 'MyError'.
  }
}

in

in 运算符会检查一个属性在某对象上是否存在。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}
const person: Person = {
  name: 'John',
  age: 28,
};

const checkForName = 'name' in person; // true

Literal Types (字面量类型)

字面量正是 JavaScript 原始数据类型具体的值,它们可以与 union (联合) 类型搭配使用,构造一些实用的概念。

type Orientation = 'landscape' | 'portrait';
function changeOrientation(x: Orientation) {
  // ...
}
changeOrientation('portrait'); // 正确
changeOrientation('vertical'); /* Error! Argument of type '"vertical"' is not 
assignable to parameter of type 'Orientation'. /

条件类型

条件类型表示类型关系的测试,并根据测试的结果选择两种可能类型中的一种。

type X = A extends B ? C : D;

如果 A 类型可以赋值给 B 类型,那么 XC 类型;否则 XD 类型。

泛型

泛型是必须包含或引用其他类型才能完成的类型。它加强了变量之间有意义的约束。

下面例子中的函数会返回所传入的任何类型的数组。

function reverse<T>(items: T[]): T[] {
  return items.reverse();
}
reverse([1, 2, 3]); // number[]
reverse([0, true]); // (number | boolean)[]

keyof

keyof 运算符会查询给定类型的键集。

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

映射类型

映射类型,通过在属性类型上建立映射,从现有的类型创建新类型。具有已知类型的每个属性都会根据你指定的规则进行转换。

Partial

type Partial<T> = {
  [P in keyof T]?: T[P];
}
  • 泛型 Partial 类型被定义时只有一个类型参数 T
  • keyof T 表示所有 T 类型属性的名字(字符串字面类型)的联合。
  • [P in keyof T]?: T[P] 表示所有 T 类型的属性 P 的类型都应该是可选的,并且都会被转换为 T[P]
  • T[P] 表示 T 类型的属性 P 的类型。

Readonly (只读)

正如在接口部分中所介绍的,TypeScript 中可以创建只读属性。 Readonly 类型接受一个类型 T,并将其所有属性设置为只读。

type Readonly<T> = {
  readonly [P in keyof T]: T[P];
};

Exclude

Exclude 可以从其他类型中排除某些类型。排除的是可以赋值给 T 的属性。

/**
 * type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;
 */
type User = {
  _id: number;
  name: string;
  email: string;
  created: number;
};

type UserNoMeta = Exclude<keyof User, '_id' | 'created'>

Pick

Pick 可以从其他类型中选取某些类型。 挑选的是可以赋值给 T 的属性。

/**
 * type Pick<T, K extends keyof T> = {
 *   [P in K]: T[P];
 *  };
 */
type UserNoMeta = Pick<User, 'name' | 'email'>

infer

你可以使用 infer 关键字来推断条件类型的 extends 子句中的类型变量。这样的推断类型变量只能用于条件类型的 true 分支。

ReturnType

获取函数的返回类型。

/**
 * 原版的 TypeScript's ReturnType
 * type ReturnType<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;
 */
type MyReturnType<T> = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

type TypeFromInfer = MyReturnType<() => number>;  // number
type TypeFromFallback = MyReturnType<string>;     // any

我们来拆解 MyReturnType

  • T 的返回类型是 …
  • 首先,T 是不是一个函数?
  • 如果是,那么类型解析为推断出的返回类型 R
  • 如果不是,类型解析为 any

参考资料与实用链接

https://basarat.gitbooks.io/typescript/

https://www.typescriptlang.org/docs/home.html

https://www.tutorialsteacher.com/typescript

https://github.com/dzharii/awesome-typescript

https://github.com/typescript-cheatsheets/react-typescript-cheatsheet


为了达到学习和实践 TypeScript 的目的,我用 TS 和 React-Native(用了 hooks)构建了一个简单的 CurrencyConverter (汇率转换) 程序。你可以在 这里 查看这个项目。

感谢、祝贺你阅读到这里!如果你对此有任何想法,请随时发表评论。

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1赞

非常好的文章,很全面很简洁,谢谢分享!