了不起的 TypeScript 入门教程「实践篇」

JavaScript/前端
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2022-04-04

了不起的 TypeScript 入门教程「实践篇」

作者:semlinker 全栈修仙之路

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前言

想学习 TypeScript 的小伙伴看过来,上一篇 了不起的 TypeScript 入门教程「基础篇」我们讲了7点关于TypeScript 方面的知识点,本文将继续带你一步步学习 TypeScript 入门相关的十四个知识点。内容大纲请看下图:

了不起的 TypeScript 入门教程「实践篇」

八、TypeScript 数组

8.1 数组结构

let xnumberlet ynumber ,let znumber;
let five_array = [0,1,2,3,4];
[x,y,z] = five_array;

8.2 数组展开运算符

let two_array = [0, 1];
let five_array = [...two_array, 2, 3, 4];

8.3 数组遍历

let colorsstring[] = ["red""green""blue"];
for (let i of colors) {
  console.log(i);
}

九、TypeScript 对象

9.1 对象解构

let person = {
  name: "Semlinker",
  gender: "Male",
};

let { name, gender } = person;

9.2 对象展开运算符

let person = {
  name: "Semlinker",
  gender: "Male",
  address: "Xiamen",
};

// 组装对象
let personWithAge = { ...person, age: 33 };

// 获取除了某些项外的其它项
let { name, ...rest } = person;

十、TypeScript 接口

在面向对象语言中,接口是一个很重要的概念,它是对行为的抽象,而具体如何行动需要由类去实现。

TypeScript 中的接口是一个非常灵活的概念,除了可用于对类的一部分行为进行抽象以外,也常用于对「对象的形状(Shape)」进行描述。

10.1 对象的形状

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

let Semlinker: Person = {
  name: "Semlinker",
  age: 33,
};

10.2 可选 | 只读属性

interface Person {
  readonly namestring;
  age?: number;
}

只读属性用于限制只能在对象刚刚创建的时候修改其值。此外 TypeScript 还提供了 ReadonlyArray<T> 类型,它与 Array<T> 相似,只是把所有可变方法去掉了,因此可以确保数组创建后再也不能被修改。

let anumber[] = [1234];
let roReadonlyArray<number> = a;
ro[0] = 12// error!
ro.push(5); // error!
ro.length = 100// error!
a = ro; // error!

十一、TypeScript 类

11.1 类的属性与方法

在面向对象语言中,类是一种面向对象计算机编程语言的构造,是创建对象的蓝图,描述了所创建的对象共同的属性和方法。

在 TypeScript 中,我们可以通过 Class 关键字来定义一个类:

class Greeter {
  // 静态属性
  static cnamestring = "Greeter";
  // 成员属性
  greetingstring;

  // 构造函数 - 执行初始化操作
  constructor(message: string) {
    this.greeting = message;
  }

  // 静态方法
  static getClassName() {
    return "Class name is Greeter";
  }

  // 成员方法
  greet() {
    return "Hello, " + this.greeting;
  }
}

let greeter = new Greeter("world");

那么成员属性与静态属性,成员方法与静态方法有什么区别呢?这里无需过多解释,我们直接看一下以下编译生成的 ES5 代码:

"use strict";
var Greeter = /** @class */ (function () {
    // 构造函数 - 执行初始化操作
    function Greeter(message) {
        this.greeting = message;
    }
    // 静态方法
    Greeter.getClassName = function () {
        return "Class name is Greeter";
    };
    // 成员方法
    Greeter.prototype.greet = function () {
        return "Hello, " + this.greeting;
    };
    // 静态属性
    Greeter.cname = "Greeter";
    return Greeter;
}());
var greeter = new Greeter("world");

11.2 访问器

在 TypeScript 中,我们可以通过 getter 和 setter 方法来实现数据的封装和有效性校验,防止出现异常数据。

let passcode = "Hello TypeScript";

class Employee {
  private _fullNamestring;

  get fullName(): string {
    return this._fullName;
  }

  set fullName(newName: string) {
    if (passcode && passcode == "Hello TypeScript") {
      this._fullName = newName;
    } else {
      console.log("Error: Unauthorized update of employee!");
    }
  }
}

let employee = new Employee();
employee.fullName = "Semlinker";
if (employee.fullName) {
  console.log(employee.fullName);
}

11.3 类的继承

继承 (Inheritance) 是一种联结类与类的层次模型。指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力,继承是类与类或者接口与接口之间最常见的关系。

继承是一种 is-a 关系:

了不起的 TypeScript 入门教程「实践篇」

在 TypeScript 中,我们可以通过 extends 关键字来实现继承:

class Animal {
  namestring;
  constructor(theName: string) {
    this.name = theName;
  }
  move(distanceInMeters: number = 0) {
    console.log(`${this.name} moved ${distanceInMeters}m.`);
  }
}

class Snake extends Animal {
  constructor(name: string) {
    super(name);
  }
  move(distanceInMeters = 5) {
    console.log("Slithering...");
    super.move(distanceInMeters);
  }
}

let sam = new Snake("Sammy the Python");
sam.move();

11.4 ECMAScript 私有字段

在 TypeScript 3.8 版本就开始支持ECMAScript 私有字段,使用方式如下:

class Person {
  #namestring;

  constructor(name: string) {
    this.#name = name;
  }

  greet() {
    console.log(`Hello, my name is ${this.#name}!`);
  }
}

let semlinker = new Person("Semlinker");

semlinker.#name;
//     ~~~~~
// Property '#name' is not accessible outside class 'Person'
// because it has a private identifier.

与常规属性(甚至使用 private 修饰符声明的属性)不同,私有字段要牢记以下规则:

  • 私有字段以 # 字符开头,有时我们称之为私有名称;
  • 每个私有字段名称都唯一地限定于其包含的类;
  • 不能在私有字段上使用 TypeScript 可访问性修饰符(如 public 或 private);
  • 私有字段不能在包含的类之外访问,甚至不能被检测到。

十二、TypeScript 泛型

软件工程中,我们不仅要创建一致的定义良好的 API,同时也要考虑可重用性。 组件不仅能够支持当前的数据类型,同时也能支持未来的数据类型,这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。

在像 C# 和 Java 这样的语言中,可以使用泛型来创建可重用的组件,一个组件可以支持多种类型的数据。 这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。

设计泛型的关键目的是在成员之间提供有意义的约束,这些成员可以是:类的实例成员、类的方法、函数参数和函数返回值。

泛型(Generics)是允许同一个函数接受不同类型参数的一种模板。相比于使用 any 类型,使用泛型来创建可复用的组件要更好,因为泛型会保留参数类型。

12.1 泛型接口

interface GenericIdentityFn<T> {
  (arg: T): T;
}

12.2 泛型类

class GenericNumber<T> {
  zeroValue: T;
  add(x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();
myGenericNumber.zeroValue = 0;
myGenericNumber.add = function (x, y) {
  return x + y;
};

12.3 泛型变量

对刚接触 TypeScript 泛型的小伙伴来说,看到 T 和 E,还有 K 和 V 这些泛型变量时,估计会一脸懵逼。其实这些大写字母并没有什么本质的区别,只不过是一个约定好的规范而已。也就是说使用大写字母 A-Z 定义的类型变量都属于泛型,把 T 换成 A,也是一样的。下面我们介绍一下一些常见泛型变量代表的意思:

  • T(Type):表示一个 TypeScript 类型
  • K(Key):表示对象中的键类型
  • V(Value):表示对象中的值类型
  • E(Element):表示元素类型

12.4 泛型工具类型

为了方便开发者 TypeScript 内置了一些常用的工具类型,比如 Partial、Required、Readonly、Record 和 ReturnType 等。出于篇幅考虑,这里我们只简单介绍 Partial 工具类型。不过在具体介绍之前,我们得先介绍一些相关的基础知识,方便读者自行学习其它的工具类型。

1.typeof

在 TypeScript 中,typeof 操作符可以用来获取一个变量声明或对象的类型。

interface Person {
  namestring;
  agenumber;
}

const semPerson = { name'semlinker'age30 };
type Semtypeof sem; // -> Person

function toArray(x: number): Array<number> {
  return [x];
}

type Func = typeof toArray; // -> (x: number) => number[]

2.keyof

keyof 操作符可以用来一个对象中的所有 key 值:

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

type K1 = keyof Person; // "name" | "age"
type K2 = keyof Person[]; // "length" | "toString" | "pop" | "push" | "concat" | "join" 
type K3 = keyof { [x: string]: Person };  // string | number

3.in

in 用来遍历枚举类型:

type Keys = "a" | "b" | "c"

type Obj =  {
  [p in Keys]: any// -> { a: any, b: any, c: any }

4.infer

在条件类型语句中,可以用 infer 声明一个类型变量并且对它进行使用。

type ReturnType<T> = T extends (
  ...args: any[]
) => infer R ? R : any;

以上代码中 infer R 就是声明一个变量来承载传入函数签名的返回值类型,简单说就是用它取到函数返回值的类型方便之后使用。

5.extends

有时候我们定义的泛型不想过于灵活或者说想继承某些类等,可以通过 extends 关键字添加泛型约束。

interface ILengthwise {
  length: number;
}

function loggingIdentity<T extends ILengthwise>(arg: T): T {
  console.log(arg.length);
  return arg;
}

现在这个泛型函数被定义了约束,因此它不再是适用于任意类型:

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

这时我们需要传入符合约束类型的值,必须包含必须的属性:

loggingIdentity({length10, value3});

6.Partial

Partial<T> 的作用就是将某个类型里的属性全部变为可选项 ?。

定义:

/**
 * node_modules/typescript/lib/lib.es5.d.ts
 * Make all properties in T optional
 */ 
type Partial<T> = {
  [in keyof T]?: T[P];
};

在以上代码中,首先通过 keyof T 拿到 T 的所有属性名,然后使用 in进行遍历,将值赋给 P,最后通过 T[P] 取得相应的属性值。中间的 ?号,用于将所有属性变为可选。

示例:

interface Todo {
  title: string;
  description: string;
}

function updateTodo(todo: Todo, fieldsToUpdate: Partial<Todo>{
  return { ...todo, ...fieldsToUpdate };
}

const todo1 = {
  title: "organize desk",
  description: "clear clutter",
};

const todo2 updateTodo(todo1, {
  description"throw out trash",
});

在上面的 updateTodo 方法中,我们利用 Partial<T> 工具类型,定义fieldsToUpdate 的类型为 Partial<Todo>,即:

{
   title?: string | undefined;
   description?: string | undefined;
}

十三、TypeScript 装饰器

13.1 装饰器是什么

  • 它是一个表达式
  • 该表达式被执行后,返回一个函数
  • 函数的入参分别为 target、name 和 descriptor
  • 执行该函数后,可能返回 descriptor 对象,用于配置 target 对象

13.2 装饰器的分类

  • 类装饰器(Class decorators)
  • 属性装饰器(Property decorators)
  • 方法装饰器(Method decorators)
  • 参数装饰器(Parameter decorators)

13.3 类装饰器

类装饰器声明:

declare type ClassDecorator = <TFunction extends Function>(
  target: TFunction
) => TFunction | void;

类装饰器顾名思义,就是用来装饰类的。它接收一个参数:

  • target: TFunction - 被装饰的类

看完第一眼后,是不是感觉都不好了。没事,我们马上来个例子:

function Greeter(target: Function): void {
  target.prototype.greet = function (): void {
    console.log("Hello Semlinker!");
  };
}

@Greeter
class Greeting {
  constructor() {
    // 内部实现
  }
}

let myGreeting = new Greeting();
myGreeting.greet(); // console output: 'Hello Semlinker!';

上面的例子中,我们定义了 Greeter 类装饰器,同时我们使用了 @Greeter 语法糖,来使用装饰器。

友情提示:读者可以直接复制上面的代码,在 TypeScript Playground 中运行查看结果。

有的读者可能想问,例子中总是输出 Hello Semlinker! ,能自定义输出的问候语么 ?这个问题很好,答案是可以的。

具体实现如下:

function Greeter(greeting: string) {
  return function (target: Function) {
    target.prototype.greet = function (): void {
      console.log(greeting);
    };
  };
}

@Greeter("Hello TS!")
class Greeting {
  constructor() {
    // 内部实现
  }
}

let myGreeting = new Greeting();
myGreeting.greet(); // console output: 'Hello TS!';

13.4 属性装饰器

属性装饰器声明:

declare type PropertyDecorator = (target:Object, 
  propertyKey: string | symbol ) => void;

属性装饰器顾名思义,用来装饰类的属性。它接收两个参数:

  • target: Object - 被装饰的类
  • propertyKey: string | symbol - 被装饰类的属性名

趁热打铁,马上来个例子热热身:

function logProperty(target: any, key: string) {
  delete target[key];

  const backingField = "_" + key;

  Object.defineProperty(target, backingField, {
    writabletrue,
    enumerabletrue,
    configurabletrue
  });

  // property getter
  const getter = function (thisany) {
    const currVal = this[backingField];
    console.log(`Get: ${key} => ${currVal}`);
    return currVal;
  };

  // property setter
  const setter = function (thisany, newVal: any) {
    console.log(`Set: ${key} => ${newVal}`);
    this[backingField] = newVal;
  };

  // Create new property with getter and setter
  Object.defineProperty(target, key, {
    get: getter,
    set: setter,
    enumerabletrue,
    configurabletrue
  });
}

class Person { 
  @logProperty
  public namestring;

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

const p1 = new Person("semlinker");
p1.name = "kakuqo";

以上代码我们定义了一个 logProperty 函数,来跟踪用户对属性的操作,当代码成功运行后,在控制台会输出以下结果:

Set: name => semlinker
Set: name => kakuqo

13.5 方法装饰器

方法装饰器声明:

declare type MethodDecorator = <T>(target:Object, propertyKey: string | symbol,    
  descriptor: TypePropertyDescript<T>) => TypedPropertyDescriptor<T> | void;

方法装饰器顾名思义,用来装饰类的方法。它接收三个参数:

  • target: Object - 被装饰的类
  • propertyKey: string | symbol - 方法名
  • descriptor: TypePropertyDescript - 属性描述符

废话不多说,直接上例子:

function LogOutput(tarage: Function, key: string, descriptor: any) {
  let originalMethod = descriptor.value;
  let newMethod = function(...args: any[]): any {
    let resultany = originalMethod.apply(this, args);
    if(!this.loggedOutput) {
      this.loggedOutput = new Array<any>();
    }
    this.loggedOutput.push({
      method: key,
      parameters: args,
      output: result,
      timestampnew Date()
    });
    return result;
  };
  descriptor.value = newMethod;
}

class Calculator {
  @LogOutput
  double (numnumber): number {
    return num * 2;
  }
}

let calc = new Calculator();
calc.double(11);
// console ouput: [{method: "double", output: 22, ...}]
console.log(calc.loggedOutput); 

下面我们来介绍一下参数装饰器。

13.6 参数装饰器

参数装饰器声明:

declare type ParameterDecorator = (target: Object, propertyKey: string | symbol, 
  parameterIndex: number ) => void

参数装饰器顾名思义,是用来装饰函数参数,它接收三个参数:

  • target: Object - 被装饰的类
  • propertyKey: string | symbol - 方法名
  • parameterIndex: number - 方法中参数的索引值
function Log(target: Function, key: string, parameterIndex: number) {
  let functionLogged = key || target.prototype.constructor.name;
  console.log(`The parameter in position ${parameterIndex} at ${functionLogged} has
 been decorated`);
}

class Greeter {
  greetingstring;
  constructor(@Log phrase: string) {
 this.greeting = phrase; 
  }
}

// console output: The parameter in position 0 
// at Greeter has been decorated

介绍完 TypeScript 入门相关的基础知识,猜测很多刚入门的小伙伴已有“从入门到放弃” 的想法,最后我们来简单介绍一下编译上下文。

十四、编译上下文

14.1 tsconfig.json 的作用

  • 用于标识 TypeScript 项目的根路径;
  • 用于配置 TypeScript 编译器;
  • 用于指定编译的文件。

14.2 tsconfig.json 重要字段

  • files - 设置要编译的文件的名称;
  • include - 设置需要进行编译的文件,支持路径模式匹配;
  • exclude - 设置无需进行编译的文件,支持路径模式匹配;
  • compilerOptions - 设置与编译流程相关的选项。

14.3 compilerOptions 选项

compilerOptions 支持很多选项,常见的有 baseUrl、 target、baseUrl、 moduleResolution 和 lib 等。

compilerOptions 每个选项的详细说明如下:

{
  "compilerOptions": {

    /* 基本选项 */ 
    "target": "es5",                       // 指定 ECMAScript 目标版本: 'ES3' (default), 'ES5', 'ES6'/'ES2015', 'ES2016', 'ES2017', or 'ESNEXT'
    "module": "commonjs",                  // 指定使用模块: 'commonjs', 'amd', 'system', 'umd' or 'es2015'
    "lib": [],                             // 指定要包含在编译中的库文件
    "allowJs": true,                       // 允许编译 javascript 文件
    "checkJs": true,                       // 报告 javascript 文件中的错误
    "jsx": "preserve",                     // 指定 jsx 代码的生成: 'preserve', 'react-native', or 'react'
    "declaration": true,                   // 生成相应的 '.d.ts' 文件
    "sourceMap": true,                     // 生成相应的 '.map' 文件
    "outFile": "./",                       // 将输出文件合并为一个文件
    "outDir": "./",                        // 指定输出目录
    "rootDir": "./",                       // 用来控制输出目录结构 --outDir.
    "removeComments": true,                // 删除编译后的所有的注释
    "noEmit": true,                        // 不生成输出文件
    "importHelpers": true,                 // 从 tslib 导入辅助工具函数
    "isolatedModules": true,               // 将每个文件做为单独的模块 (与 'ts.transpileModule' 类似).

    /* 严格的类型检查选项 */ 
    "strict": true,                        // 启用所有严格类型检查选项
    "noImplicitAny": true,                 // 在表达式和声明上有隐含的 any类型时报错
    "strictNullChecks": true,              // 启用严格的 null 检查
    "noImplicitThis": true,                // 当 this 表达式值为 any 类型的时候,生成一个错误
    "alwaysStrict": true,                  // 以严格模式检查每个模块,并在每个文件里加入 'use strict'

    /* 额外的检查 */ 
    "noUnusedLocals": true,                // 有未使用的变量时,抛出错误
    "noUnusedParameters": true,            // 有未使用的参数时,抛出错误
    "noImplicitReturns": true,             // 并不是所有函数里的代码都有返回值时,抛出错误
    "noFallthroughCasesInSwitch": true,    // 报告 switch 语句的 fallthrough 错误。(即,不允许 switch 的 case 语句贯穿)

    /* 模块解析选项 */ 
    "moduleResolution": "node",            // 选择模块解析策略: 'node' (Node.js) or 'classic' (TypeScript pre-1.6)
    "baseUrl": "./",                       // 用于解析非相对模块名称的基目录
    "paths": {},                           // 模块名到基于 baseUrl 的路径映射的列表
    "rootDirs": [],                        // 根文件夹列表,其组合内容表示项目运行时的结构内容
    "typeRoots": [],                       // 包含类型声明的文件列表
    "types": [],                           // 需要包含的类型声明文件名列表
    "allowSyntheticDefaultImports": true,  // 允许从没有设置默认导出的模块中默认导入。

    /* Source Map Options */ 
    "sourceRoot": "./",                    // 指定调试器应该找到 TypeScript 文件而不是源文件的位置
    "mapRoot": "./",                       // 指定调试器应该找到映射文件而不是生成文件的位置
    "inlineSourceMap": true,               // 生成单个 soucemaps 文件,而不是将 sourcemaps 生成不同的文件
    "inlineSources": true,                 // 将代码与 sourcemaps 生成到一个文件中,要求同时设置了 --inlineSourceMap 或 --sourceMap 属性

    /* 其他选项 */ 
    "experimentalDecorators": true,        // 启用装饰器
    "emitDecoratorMetadata": true          // 为装饰器提供元数据的支持
  }
}

看到这里的读者都是“真爱”,如果你还意犹未尽,那就来看看本人整理的 Github 上 1.5K+ 的开源项目:awesome-typescript。

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

作者:semlinker 全栈修仙之路

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