编写高质量可维护的代码：Awesome TypeScript

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前言

高质量可维护的代码应具备可读性高、结构清晰、低耦合、易扩展等特点。而原生的 JavaScript 由于其弱类型和没有模块化的缺点，不利于大型应用的开发和维护，因此，TypeScript 也就应运而生。

TypeScript 是 JavaScript 的一个超集，它的设计初衷并不是为了替代 JavaScript，而是基于 JavaScript 做了一系列的增强，包括增加了静态类型、接口、类、泛型、方法重载等等。所以，只要你有一定的 JavaScript 功底，那么 TypeScript 上手就非常简单。并且，你可以在 TypeScript 中愉快的使用 JavaScript 语法。

接下去，本文将给大家分享下，TypeScript 的重要特性以及在实际场景中的使用技巧，帮助大家更高效的编写高质量可维护的代码。

Typescript VS Javascript

JavaScript

• JavaScript 是动态类型语言，在代码编译阶段不会对变量进行类型检测，从而会把潜在的类型错误带到代码执行阶段。并且在遇到不同类型变量的赋值时，会自动进行类型转换，带来了不确定性，容易产生 bug。
• JavaScript 原生没有命名空间，需要手动创建命名空间，来进行模块化。并且，JavaScript 允许同名函数的重复定义，后面的定义可以覆盖前面的定义。这也给我们开发和维护大型应用带来了不便。

TypeScript

• TypeScript 是静态类型语言，通过类型注解提供编译时的静态类型检查。

  • 在代码编译阶段会进行变量的类型检测，提前暴露潜在的类型错误问题。并且在代码执行阶段，不允许不同类型变量之间的赋值。
  • 清晰的类型注解，不仅让代码的可读性更好，同时也增强了 IDE 的能力，包括代码补全、接口提示、跳转到定义等等。
• TypeScript 增加了模块类型，自带命名空间，方便了大型应用的模块化开发。
• TypeScript 的设计一种完全面向对象的编程语言，具备模块、接口、类、类型注解等，可以让我们的代码组织结构更清晰。

经过上述对比，可以看到 TypeScript 的出现很好的弥补了 JavaScript 的部分设计缺陷，给我们带来了很大的便利，也提高了代码的健壮性和扩展性。

重要特性

数据类型

• 基础数据类型包括：Boolean、Number、String、Array、Enum、Any、Unknown、Tuple、Void、Null、Undefined、Never。下面选择几个 TypeScript 特有的类型进行详解：

  • Enum 枚举：在编码过程中，要避免使用硬编码，如果某个常量是可以被一一列举出来的，那么就建议使用枚举类型来定义，可以让代码更易维护。

  // 包括 数字枚举、字符串枚举、异构枚举（数字和字符串的混合）。
  // 数字枚举在不设置默认值的情况下，默认第一个值为0，其他依次自增长
  enum STATUS {
    PENDING,
    PROCESS,
    COMPLETED,
  }
  let status: STATUS = STATUS.PENDING;  // 0

  • Any 类型：不建议使用。Any 类型为顶层类型，所有类型都可以被视为 any 类型，使用 Any 也就等同于让 TypeScript 的类型校验机制失效。

  • Unknown 类型：Unknown 类型也是顶层类型，它可以接收任何类型，但它与 Any 的区别在于，它首次赋值后就确定了数据类型，不允许变量的数据类型进行二次变更。所以，在需要接收所有类型的场景下，优先考虑用 Unknown 代替 Any。

    • Tuple 元组：支持数组内存储不同数据类型的元素，让我们在组织数据的时候更灵活。

  let tupleType: [string, boolean];
  tupleType = ["momo", true];

  • Void 类型：当函数没有返回值的场景下，通常将函数的返回值类型设置为 void。

类型注解

• TypeScript 通过类型注解提供编译时的静态类型检查，可以在编译阶段就发现潜在 Bug，同时让编码过程中的提示也更智能。使用方式很简单，在 : 冒号后面注明变量的类型即可。

const str: string = 'abc';

接口

• 在面向对象编程的语言里面，接口是实现程序解耦的关键，它只定义具体包含哪些属性和方法，而不涉及任何具体的实现细节。接口是基于类之上，更进一步对实体或行为进行抽象，会让程序具备更好的扩展性。

• 应用场景：比如我们在实现订单相关功能的时候，需要对订单进行抽象，定义一个订单的接口，包括订单基本信息以及对订单的相关操作，然后基于这个接口来做进一步的实现。后续如果订单的相关操作功能有变化，只需要重新定义一个类来实现这个接口即可。

  interface Animal {
  name: string;
  getName(): string;
  }
  class Monkey implements Padder {
  constructor(private name: string) {
    getName() {
      return 'Monkey: ' + name;
      }
  }
  }

类

• TypeScript 的类除了包括最基本的属性和方法、getter 和 setter、继承等特性，还新增了私有字段。私有字段不能在包含的类之外访问，甚至不能被检测到。Javascript 的类中是没有私有字段的，如果想模拟私有字段的话，必须要用闭包来模拟。下面用一些示例来说明下类的使用：

• 属性和方法

  class Person {
  // 静态属性
  static name: string = "momo";
  // 成员属性
  gender: string;
  // 构造函数
  constructor(str: string) {
    this.gender = str;
  }
  // 静态方法
  static getName() {
    return this.name;
  }
  // 成员方法
  getGender() {
    return 'Gender: ' + this.gender;
  }
  }
  let person = new Person("female");

• getter 和 setter

  • 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。

  class Person {
  private _name: string;
  get name(): string {
    return this._name;
  }
  set name(newName: string) {
    this._name = newName;
  }
  }
  let person = new Person('momo');
  console.log(person.name); // momo
  person.name = 'new_momo';
  console.log(person.name); // new_momo

• 继承

  class Animal {
  name: string;
  constructor(nameStr=:string) {
    this.name = nameStr;
  }  
  move(distanceInMeters: number = 0) {
    console.log(`${this.name} moved ${distanceInMeters}m.`);
  }
  }
  class Snake extends Animal {
  constructor(name: string) {
    super(name);
  } 
  move(distanceInMeters = 5) {
    super.move(distanceInMeters);
  }
  }
  let snake = new Snake('snake');
  snake.move(); // 输出：'snake moved 5m'

• 私有字段

  • 私有字段以 # 字符开头。私有字段不能在包含的类之外访问，甚至不能被检测到。

  class Person {
  #name: string;
  constructor(name: string) {
    this.#name = name;
  }
  greet() {
       console.log(`Hello, ${this.#name}!`);
  }
  }
  let person = new Person('momo');
  person.#name;   // 访问会报错

泛型

• 应用场景：当我们需要考虑代码的可复用性时，就需要用到泛型。让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。泛型允许同一个函数接受不同类型参数，相比于使用 Any 类型，使用泛型来创建的组件可复用和易扩展性要更好，因为泛型会保留参数类型。泛型可以应用于接口、类、变量。下面用一些示例来说明下泛型的使用：

• 泛型接口

  interface identityFn {
    (arg: T): T;
  }

• 泛型类

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

• 泛型变量

  使用大写字母 A-Z 定义的类型变量都属于泛型，常见泛型变量如下：

  • 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

交叉类型

• 交叉类型就是将多个类型合并为一个类型。通过 & 运算符定义。如下示例中，将 Person 类型和 Company 类型合并后，生成了新的类型 Staff，该类型同时具备这两种类型的所有成员。

  interface Person {
  name: string;
  gender: string;
  }
  interface Company {
  companyName: string;
  }
  type Staff = Person & Company;
  const staff: Staff = {
  name: 'momo',
  gender: 'female',
  companyName: 'ZCY'
  };

联合类型

• 联合类型就是由具有或关系的多个类型组合而成，只要满足其中一个类型即可。通过 | 运算符定义。如下示例中，函数的入参为 string 或 number 类型即可。

  function fn(param: string | number): void {
    console.log("This is the union type");
  }

类型保护

• 类型保护就是在我们已经识别到当前数据是某种数据类型的情况下，安全的调用这个数据类型对应的属性和方法。常用的类型保护包括 in 类型保护、typeof 类型保护、instanceof 类型保护和 自定义 类型保护。具体见以下示例：

  • in 类型保护

    interface Person {
      name: string;
      gender: string;
    }
    interface Employee {
      name: string;
      company: string;
    }
    type UnknownStaff = Person | Employee;
    function getInfo(staff: UnknownStaff) {
      if ("gender" in staff) {
        console.log("Person info");
      }
      if ("company" in staff) {
        console.log("Employee info");
      }
    }

  • typeof 类型保护

    function processData(param: string | number): unknown {
        if (typeof param === 'string') {
          return param.toUpperCase()
      }
      return param;
    }

    • instanceof 类型保护：和 typeof 类型用法相似，它主要是用来判断是否是一个类的对象或者继承对象的。

    function processData(param: Date | RegExp): unknown {
        if (param instanceof Date) {
          return param.getTime();
      }
      return param;
    }

    • 自定义 类型保护：通过类型谓词 parameterName is Type 来实现自定义类型保护。如下示例，实现了接口的请求参数的类型保护。

    interface ReqParams {
        url: string;
         onSuccess?: () => void;
         onError?: () => void;
    }
    // 检测 request 对象包含参数符合要求的情况下，才返回 url
    function validReqParams(request: unknown): request is ReqParams {
        return request && request.url
    }

开发小技巧

• 需要连续判断某个对象里面是否存在某个深层次的属性，可以使用 ?.

if(result && result.data && result.data.list) // JS
if(result?.data?.list) // TS

• 联合判断是否为空值，可以使用 ??

let temp = (val !== null && val !== void 0 ? val : '1'); // JS
let temp = val ?? '1'; // TS

• 不要完全依赖于类型检查，必要时还是需要编写兜底的防御性代码。

  • 因为类型报错不会影响代码生成和执行，所以原则上还是会存在 fn('str') 调用的可能性，所以需要 default 进行兜底的防御性代码。

function fn(value:boolean){
    switch(value){
      case true: 
        console.log('true');
      break;
    case false: 
      console.log('false');
      break;
    default: 
      console.log('dead code');
  }
}

• 对于函数，要严格控制返回值的类型.

// 推荐写法
function getLocalStorage(key: string): T | null {
  const str = window.localStorage.getItem(key);
  return str ? JSON.parse(str) : null;
}
const data = getLocalStorage("USER_KEY");

• 利用 new() 实现工厂模式

  • TypeScript 语法实现工厂模式很简单，只需先定义一个函数，并声明一个构造函数的类型参数，然后在函数体里面返回 c 这个类构造出来的对象即可。以下示例中，工厂函数构造出来的是 T 类型的对象。

function create(c: { new(): T }): T {
    return new c();
}
class Test {
  constructor() {
  }
}
create(Test);

• 优先考虑使用 Unknown 类型而非 Any
• 使用 readonly 标记入参，保证参数不会在函数内被修改

function fn(arr:readonly number[] ){
  let sum=0, num = 0;
  while((num = arr.pop()) !== undefined){
    sum += num;
  }
  return sum;
}

• 使用 Enum 维护常量表，实现更安全的类型检查

// 使用 const enum 维护常量
const enum PROJ_STATUS {
  PENDING = 'PENDING',
  PROCESS = 'PROCESS',
  COMPLETED = 'COMPLETED'
}
function handleProject (status: PROJ_STATUS): void {
}
handleProject(PROJ_STATUS.COMPLETED)

• 建议开启以下编译检查选项，便于在编译环境发现潜在 Bug

{
  "compilerOptions": {
    /* 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）
  }
}

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TypeScript Extension Pack，它集合了我们日常常用的 TypeScript 相关插件：

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• Move TS：在移动 TypeScript 文件或者包含 TypeScript 文件的文件夹时，会自动更新相关依赖模块的 import 路径。
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