HarmonyOS学习 -- ArkTS开发语言入门

一、编程语言介绍

ArkTS是HarmonyOS主力应用开发语言。它在TypeScript（简称TS）的基础上，匹配ArkUI框架，扩展了声明式UI、状态管理等相应的能力，让开发者以更简洁、更自然的方式开发跨端应用。

• JavaScript是一种属于网络的高级脚本语言，已经被广泛应用开发，常用来为网页添加各式各样的动态功能，为用户提供更流畅美观的浏览效果。
• TypeScript是JavaScript的一个超集，它扩展了JavaScript的语法，通过在JavaScript的基础上添加静态类型定义构建而成，是一个开源的编程语言。
• ArkTS基于TypeScript语言，扩展了声明式UI、状态管理、并发任务等能力。

二、TypeScript基础类型

1. 布尔值

let isDone: boolean = false;

2. 数字

TypeScript里的所有数字都是浮点数，这些浮点数的类型是number。除了支持十进制，还支持二进制、八进制、十六进制

let decLiteral: number = 2023;
let binaryLiteral: number = 0b11111100111;
let octalLiteral: number = 0o3747;
let hexLiteral: number = 0x7e7;
console.log('decLiteral is' + decLiteral)
// 结果都是2023

3. 字符串

let name: string = "Jacky";

4. 数组

TypeSscript支持两种方式声明数组：

let list1: number[] = [1, 2, 3];
let list2: Array = [1, 2, 3];

5. 元组

let x: [string, number];
x = ['hello', 10]

6. 枚举

enum Color {Red, Green, Blue};
let c: Color = Color.Green;

7. unknown

有时候，我们会想要为那些在编程阶段还不清楚类型的变量指定一个类型。那么我们可以使用 unknown 类型来标记这些类型

let notSure: unknown = 4;
notSure = 'maybe a string instead';
notSure = false;

8. void

当一个函数没有返回值时，通常会见到其返回值类型是void。

function test() void {
console.log('This is function is void');
}

9. null 和 undefined

TypeScript里，undefined 和 null 两者各自有自己的类型分别叫做 undefined 和 unll。

let u: undefined = undefined;
let n: null = null;

10. 联合类型

联合类型（Union Types）表示取值可以为多种类型中的一种。

let myFavoriteNumber: string | number;;
myFavoriteNumber = 'seven';
myFavoriteNumber = 7;

三、TypeScript基础知识

条件语句

if语句

let num: number = 5;
if (num > 0) {
  console.log('数字是正数')；
}

let num: number = 12;
if (num % 2 == 0) {
  console.log('数字是偶数')；
} else {
  console.log('数字是奇数')；
}

let num: number = 5;
if (num > 0) {
  console.log(num + '是正数')；
} else if (num < 0) {
  console.log(num + '是负数')；
} else {
  console.log(num + '是0')；
}

switch语句

var grade: string = 'A';
switch(grade) {
  case 'A': {
    console.log('优');
    break;
  }
  case 'B': {
    console.log('良');
    break;
  }
  case 'C': {
    console.log('及格');
    break;
  }
  case 'D': {
    console.log('不及格');
    break;
  }
  default: {
    console.log('非法输入');
    break;
  }
}

函数定义

有名函数和匿名函数

// 有名函数：给变量设置为number类型
function add(x: number, y: number): number {
  return x + y;
}

// 匿名函数：给变量设置为number类型
let myAdd = function (x: number, y: number): number {
  return x + y;
};

可选参数

function buildName(firstName: string, lastName?: string) {
    if (lastName)
        return firstName + ' ' + lastName;
    else
        return firstName;
}

let result1 = buildName('Bob');
let result2 = buildName('Bob', 'Adams'); 

剩余参数

剩余参数会被当做个数不限的可选参数。 可以一个都没有，同样也可以有任意个。 可以使用省略号（ …）进行定义：

function getEmployeeName(firstName: string, ...restOfName: string[]) {
  return firstName + ' ' + restOfName.join(' ');
}

let employeeName = getEmployeeName('Joseph', 'Samuel', 'Lucas', 'MacKinzie');

箭头函数

ES6版本的TypeScript提供了一个箭头函数，它是定义匿名函数的简写语法，用于函数表达式，它省略了function关键字。箭头函数的定义如下，其函数是一个语句块：

( [param1, parma2,…param n] )=> {
    // 代码块
}

其中，括号内是函数的入参，可以有0到多个参数，箭头后是函数的代码块。我们可以将这个箭头函数赋值给一个变量，如下所示：

let arrowFun = ( [param1, parma2,…param n] )=> {
    // 代码块
}

如果要主动调用这个箭头函数，可以按如下方法去调用：

arrowFun(param1, parma2,…param n)

类

1. 类的定义

TypeScript支持基于类的面向对象的编程方式，定义类的关键字为class，后面紧跟类名。类描述了所创
建的对象共同的属性和方法。
声明一个Person类，这个类有3个成员：一个是属性（包含name和age)，一个是构造函数，一个是getPersonInfo方法，其定义如下所示。

class Person {
  private name: string
  private age: number

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

  public getPersonInfo(): string {
    return `My name is ${this.name} and age is ${this.age}`;
  }
}

let person1 = new Person('Jacky', 18);
person1.getPersonInfo();

2. 继承

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类具有父类相同的行为。TypeScript中允许使用继承来扩展现有的类，对应的关键字为extends。

class Employee extends Person {
  private department: string

  constructor(name: string, age: number, department: string) {
    super(name, age);
    this.department = department;
  }

  public getEmployeeInfo(): string {
    return this.getPersonInfo() + ` and work in ${this.department}`;
  }
}

let person2 = new Employee('Tom', 28, 'HuaWei');
person2.getPersonInfo();
person2.getEmployeeInfo();

模块

随着应用越来越大，通常要将代码拆分成多个文件，即所谓的模块（module）。模块可以相互加载，并可以使用特殊的指令 export 和 import 来交换功能，从另一个模块调用一个模块的函数。
两个模块之间的关系是通过在文件级别上使用 import 和 export 建立的。模块里面的变量、函数和类等在模块外部是不可见的，除非明确地使用 export 导出它们。类似地，我们必须通过 import 导入其他模块导出的变量、函数、类等。

• 导出

export class NewsData {
  title: string;
  content: string;
  imagesUrl: Array;
  source: string;

  constructor(title: string, content: string, imagesUrl: Array, source: string) {
    this.title = title;
    this.content = content;
    this.imagesUrl = imagesUrl;
    this.source = source;
  }
}

• 导入

import { NewsData } from '../common/bean/NewsData';

迭代器

当一个对象实现了Symbol.iterator属性时，我们认为它是可迭代的。一些内置的类型如Array，Map，Set，String，Int32Array，Uint32Array等都具有可迭代性。

for…of 语句

let someArray = [1, "string", false];

for (let entry of someArray) {
    console.log(entry); // 1, "string", false
}

for…in 语句

let list = [4, 5, 6];

for (let i in list) {
    console.log(i); // "0", "1", "2",
}

for (let i of list) {
    console.log(i); // "4", "5", "6"
}

四、ArkTS基础知识

UI规范描述

ArkUI开发框架

ArkTS声明式开发范式

基本组成说明如下：

• 装饰器
  用来装饰类、结构体、方法以及变量，赋予其特殊的含义，如上述示例中 @Entry 、 @Component 、 @State 都是装饰器。具体而言， @Component 表示这是个自定义组件； @Entry 则表示这是个入口组件； @State 表示组件中的状态变量，此状态变化会引起 UI 变更。

• 自定义组件
  可复用的 UI 单元，可组合其它组件，如上述被 @Component 装饰的 struct Hello。

• UI 描述
  声明式的方式来描述 UI 的结构，如上述 build() 方法内部的代码块。

• 内置组件
  框架中默认内置的基础和布局组件，可直接被开发者调用，比如示例中的 Column、Text、Divider、Button。

• 事件方法
  用于添加组件对事件的响应逻辑，统一通过事件方法进行设置，如跟随在Button后面的onClick()。

• 属性方法
  用于组件属性的配置，统一通过属性方法进行设置，如fontSize()、width()、height()、color() 等，可通过链式调用的方式设置多项属性。
  从UI框架的需求角度，ArkTS在TS的类型系统的基础上，做了进一步的扩展：定义了各种装饰器、自定义组件和UI描述机制，再配合UI开发框架中的UI内置组件、事件方法、属性方法等共同构成了应用开发的主体。
  在应用开发中，除了UI的结构化描述之外，还有一个重要的方面：状态管理。如上述示例中，用 @State 装饰过的变量 myText ，包含了一个基础的状态管理机制，即 myText 的值的变化会自动触发相应的 UI 变更 （Text组件）。ArkUI 中进一步提供了多维度的状态管理机制。和 UI 相关联的数据，不仅可以在组件内使用，还可以在不同组件层级间传递，比如父子组件之间，爷孙组件之间，也可以是全局范围内的传递，还可以是跨设备传递。另外，从数据的传递形式来看，可分为只读的单向传递和可变更的双向传递。开发者可以灵活的利用这些能力来实现数据和 UI 的联动。

总体而言，ArkUI开发框架通过扩展成熟语言、结合语法糖或者语言原生的元编程能力、以及UI组件、状态管理等方面设计了统一的UI开发范式，结合原生语言能力共同完成应用开发。这些构成了当前ArkTS基于TS的主要扩展。

渲染控制

• 条件渲染：使用if/else进行条件渲染。
• 循环渲染：开发框架提供循环渲染（ForEach组件）来迭代数组，并为每个数组项创建相应的组件。

状态管理

组件状态管理装饰器用来管理组件中的状态，它们分别是：@State、@Prop、@Link。

• @State装饰的变量是组件内部的状态数据，当这些状态数据被修改时，将会调用所在组件的build方法进行UI刷新。
• @Prop与@State有相同的语义，但初始化方式不同。@Prop装饰的变量必须使用其父组件提供的@State变量进行初始化，允许组件内部修改@Prop变量，但更改不会通知给父组件，即@Prop属于单向数据绑定。
• @Link装饰的变量可以和父组件的@State变量建立双向数据绑定，需要注意的是：@Link变量不能在组件内部进行初始化。
• @Builder装饰的方法用于定义组件的声明式UI描述，在一个自定义组件内快速生成多个布局内容。
  @State、@Prop、@Link三者关系如图所示：
  

组件生命周期函数：

自定义组件的生命周期函数用于通知用户该自定义组件的生命周期，这些回调函数是私有的，在运行时由开发框架在特定的时间进行调用，不能从应用程序中手动调用这些回调函数。
自定义组件生命周期的简化图示：

五、ArkTS实践

1. 声明式UI基本概念

应用界面是由一个个页面组成，ArkTS是由ArkUI框架提供，用于以声明式开发范式开发界面的语言。

声明式UI构建页面的过程，其实是组合组件的过程，声明式UI的思想，主要体现在两个方面：

• 声明式描述：描述UI的呈现结果，而不关心过程
• 状态驱动视图更新

类似苹果的SwiftUI中通过组合视图View，安卓Jetpack Compose中通过组合@Composable函数，ArkUI作为HarmonyOS应用开发的UI开发框架，其使用ArkTS语言构建自定义组件，通过组合自定义组件完成页面的构建。

2. 自定义组件的组成

ArkTS通过struct声明组件名，并通过@Component和@Entry装饰器，来构成一个自定义组件。
使用@Entry和@Component装饰的自定义组件作为页面的入口，会在页面加载时首先进行渲染。

@Entry
@Component
struct ToDoList {...}

使用@Component装饰的自定义组件，如ToDoItem这个自定义组件则对应如下内容，作为页面的组成部分。

@Component
struct ToDoItem {...}

在自定义组件内需要使用build方法来进行UI描述。

@Entry
@Component
 struct ToDoList
   ...
   build() {
    ...
  } 
}

build方法内可以容纳内置组件和其他自定义组件，如Column和Text都是内置组件，由ArkUI框架提供，ToDoItem为自定义组件，需要开发者使用ArkTS自行声明。

@Entry
@Component
struct ToDoList {
  ...
  build() {
    Column(...) {
      Text(...)
        ...
      ForEach(...{
        TodoItem(...)
      },...)
    }
  ...
  }
}

3. 配置属性与布局

自定义组件的组成使用基础组件和容器组件等内置组件进行组合。但有时内置组件的样式并不能满足我们的需求，ArkTS提供了属性方法用于描述界面的样式。

• 常量传递
  例如使用fontSize(50)来配置字体大小。

Text('Hello World').fontSize(50)

• 变量传递
  在组件内定义了相应的变量后，例如组件内部成员变量size，就可以使用this.size方式使用该变量。

Text('Hello World').fontSize(this.size)

• 链式调用
  在配置多个属性时，ArkTS提供了链式调用的方式，通过’.'方式连续配置。

Text('Hello World')
.fontSize(this.size)
.width(100)
.height(100)

• 表达式传递
  属性中还可以传入普通表达式以及三目运算表达式。

Text('Hello World')
.fontSize(this.size)
.width(this.count + 100)
.height(this.count % 2 === 0 ? 100 : 200)

• 内置枚举类型
  除此之外，ArkTS中还提供了内置枚举类型，如Color，FontWeight等，例如设置fontColor改变字体颜色为红色，并私有fontWeight为加粗。

Text('Hello World')
.fontSize(this.size)
.width(this.count + 100)
.height(this.count % 2 === 0 ? 100 : 200)
.fontColor(Color.Red)
.fontWeight(FontWeight.Bold)

对于有多种组件需要进行组合时，容器组件则是描述了这些组件应该如何排列的结果。

ArkUI中的布局容器有很多种，在不同的适用场合选择不同的布局容器实现，ArkTS使用容器组件采用花括号语法，内部放置UI描述。

这里介绍最基础的两个布局——列布局和行布局。
对于如下每一项的布局，两个元素为横向排列，选择Row布局
Row布局

Row() {
  Image($r('app.media.ic_default'))
  ...
  Text(this.content)
  ...
}
...

类似下图所示的布局，整体都是从上往下纵向排列，适用的布局方式是Column列布局。
Column布局

Column() {
  Text($r('app.string.page_title'))
  ...
  ForEach(this.totalTasks,(item) =]]> {
    TodoItem({content:item})
  },...)
}

4. 改变组件状态

实际开发中由于交互，页面的内容可能需要产生变化，以每一个ToDoItem为例，其在完成时的状态与未完成时的展示效果是不一样的。

不同状态的视图

声明式UI的特点就是UI是随数据更改而自动刷新的，我们这里定义了一个类型为boolean的变量isComplete，其被@State装饰后，框架内建立了数据和视图之间的绑定，其值的改变影响UI的显示。

@State isComplete : boolean = false;

@State装饰器的作用

用圆圈和对勾这样两个图片，分别来表示该项是否完成，这部分涉及到内容的切换，需要使用条件渲染if / else语法来进行组件的显示与消失，当判断条件为真时，组件为已完成的状态，反之则为未完成。

if (this.isComplete) {
  Image($r('app.media.ic_ok'))
  .objectFit(ImageFit.Contain)
  .width($r('app.float.checkbox_width'))
  .height($r('app.float.checkbox_width'))
  .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
} else {
  Image($r('app.media.ic_default'))
  .objectFit(ImageFit.Contain)
  .width($r('app.float.checkbox_width'))
  .height($r('app.float.checkbox_width'))
  .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
}

由于两个Image的实现具有大量重复代码，ArkTS提供了@Builder装饰器，来修饰一个函数，快速生成布局内容，从而可以避免重复的UI描述内容。这里使用@Bulider声明了一个labelIcon的函数，参数为url，对应要传给Image的图片路径。

@Builder labelIcon(url) {
  Image(url)
  .objectFit(ImageFit.Contain)
  .width($r('app.float.checkbox_width'))
  .height($r('app.float.checkbox_width'))
  .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
}

使用时只需要使用this关键字访问@Builder装饰的函数名，即可快速创建布局。

if (this.isComplete) {
  this.labelIcon($r('app.media.ic_ok'))
} else {
  this.labelIcon($r('app.media.ic_default'))
}

为了让待办项带给用户的体验更符合已完成的效果，给内容的字体也增加了相应的样式变化，这里使用了三目运算符来根据状态变化修改其透明度和文字样式，如opacity是控制透明度，decoration是文字是否有划线。通过isComplete的值来控制其变化。

Text(this.content)
  ...
  .opacity(this.isComplete ? CommonConstants.OPACITY_COMPLETED : CommonConstants.OPACITY_DEFAULT)
  .decoration({ type: this.isComplete
              ? TextDecorationType.LineThrough
              : TextDecorationType.None })

最后，为了实现与用户交互的效果，在组件上添加了onClick点击事件，当用户点击该待办项时，数据isComplete的更改就能够触发UI的更新。

@Componentstruct
ToDoItem {
  @State isComplete : boolean = false;
  @Builder labelIcon(icon) {...}
  ...
  build() {
    Row() {
      if (this.isComplete) {
        this.labelIcon($r('app.media.ic_ok'))
      } else {
        this.labelIcon($r('app.media.ic_default'))
      }
      ...
    }
    ...
    .onClick(() => {
      this.isComplete= !this.isComplete;
    })
  }
}

5. 循环渲染列表数据

刚刚只是完成了一个ToDoItem组件的开发，当我们有多条待办数据需要显示在页面时，就需要使用到ForEach循环渲染语法。

例如这里我们有五条待办数据需要展示在页面上。

total_Tasks: Array<string]]> = ['早起晨练','准备早餐','阅读名著','学习ArkTS','看剧放松']

ForEach基本使用中，只需要了解要渲染的数据以及要生成的UI内容两个部分，例如这里要渲染的数组为以上的五条待办事项，要渲染的内容是ToDoItem这个自定义组件，也可以是其他内置组件。
ForEach基本使用

ToDoItem这个自定义组件中，每一个ToDoItem要显示的文本参数content需要外部传入，参数传递使用花括号的形式，用content接受数组内的内容项item。
最终完成的代码及其效果如下。

@Entry
@Componentstruct
ToDoList {
  ...
  build() {
    Row() {
      Column() {
        Text(...)
          ...
        ForEach(this.totalTasks,(item) => {
          TodoItem({content:item})
        },...)
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

ToDoList页面