构建类型安全的前端应用

类型安全问题会影响系统的稳定性。举个例子：

• 把字符串当成数字进行数学运算，得到错误结果。
• 用户输入错误数据，导致系统异常。

以下是常见的类型报错：

- TypeError: Cannot read property "xx" of undefined
- TypeError: Cannot set properties of undefined
- TypeError: 'undefined' is not a function

一. 静态类型安全

一个经典的类型错误:

function add(a, b){
    return a + b;
}

add(1, 1); // 预期值 2
add('1', 1); // 错误值 '11'

上面代码在编译时和运行时都不会报错，但是有可能得到错误的结果。

这类问题是代码本身引入的，在调用函数时传入了错误的数据类型。

解决方案是使用TypeScript。TypeScript是类型安全的语言，会在编译时检查变量类型。

function add(a:number, b:number){
    return a + b;
}

add(1, 1); // 编译通过
add('1', 1); // 编译报错，类型检查不通过

二. 动态类型安全

除了代码本身引入的类型错误，外界输入也是存在风险的。例如，用户输入或接口参数等变量，在编译阶段是不知道变量值的，只能在运行时校验。所以我们需要有一个强大的运行时数据类型校验工具，例如zod。

• 基本数据类型检验

在zod中，每一种数据类型都有对应的schema实现。

import { z } from "zod";

// 创建一个字符串schema
const stringSchema = z.string();
// 数据校验
stringSchema.parse("abc"); // => "abc" 
stringSchema.parse(123); // => throws ZodError

// 数据校验（不会抛异常）
stringSchema.safeParse("abc"); // => { success: true; data: "abc" }
stringSchema.safeParse(123); // => { success: false; error: ZodError }

// 常见的schema如下：
z.string(); 
z.number(); 
z.bigint(); 
z.boolean(); 
z.date(); 
z.symbol();

对于复杂的数据类型，例如对象，则可以通过多个schema组合的方式实现。

• 复杂数据类型检验

import { z } from "zod";

// 创建一个对象schema
const userSchema = z.object({ username: z.string(), age: z.number()}); 
// 数据校验
userSchema.parse({ username: "Ludwig", age: 10 }); 

• 实践案例

下面以一个用户信息表单为例。

首先，设计出用户信息如下：

{
    "姓名": 最长32位字符串，必填
    "年龄": 正整数，必填
    "邮箱": 邮箱地址，必填
    "头像": 图片链接，可选
}

然后，定义表单schema：

export const userSchema = z.object({
  name: z.string().max(32),
  age: z.number({required_error: '请输入年龄'})
        .int({message:'年龄是一个正整数'})
        .positive({message:'年龄是一个正整数'}),
  email: z.string().email(),
  image: z.string().url(),
})

最后，在提交表单时校验数据。

// extract the inferred type 
// { name: string, age: number, email: string, image: string}
type UserType = z.infer<typeof userSchema>; 
function submit(UserType formData){
    const data = userSchema.parse(formData);
    // ...
}

总结

对于Web应用来说，类型安全问题无处不在。例如，代码本身引入的类型错误；用户输入的数据类型不对；或者接口传参的类型错误等等。这些都会影响系统的稳定性。

所以，我们要构建类型安全的应用，包括以下两点:

• 第一，静态类型安全。使用TypeScript等类型安全的语言，在编译阶段检查类型。
• 第二，动态类型安全。使用zod等检验工具，在运行时检验数据。