TypeScript：简介（附思维导图）

TypeScript：简介

Date: May 23, 2023

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思维导图：

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TypeScript简介

注：已用XMind总结

什么是 TypeScript

Typed JavaScript at Any Scale.

添加了类型系统的 JavaScript，适用于任何规模的项目。

以上描述是官网[1]对于 TypeScript 的定义。

它强调了 TypeScript 的两个最重要的特性——类型系统、适用于任何规模。

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TypeScript 的特性

类型系统

从 TypeScript 的名字就可以看出来，「类型」是其最核心的特性。

我们知道，JavaScript 是一门非常灵活的编程语言：

• 它没有类型约束，一个变量可能初始化时是字符串，过一会儿又被赋值为数字。
• 由于隐式类型转换的存在，有的变量的类型很难在运行前就确定。
• 基于原型的面向对象编程，使得原型上的属性或方法可以在运行时被修改。
• 函数是 JavaScript 中的一等公民，可以赋值给变量，也可以当作参数或返回值。

这种灵活性就像一把双刃剑，一方面使得 JavaScript 蓬勃发展，无所不能，从 2013 年开始就一直蝉联最普遍使用的编程语言排行榜冠军[3]；另一方面也使得它的代码质量参差不齐，维护成本高，运行时错误多。

而 TypeScript 的类型系统，在很大程度上弥补了 JavaScript 的缺点。

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TypeScript 是静态类型

类型系统按照「类型检查的时机」来分类，可以分为动态类型和静态类型。

动态类型是指在运行时才会进行类型检查，这种语言的类型错误往往会导致运行时错误。JavaScript 是一门解释型语言[4]，没有编译阶段，所以它是动态类型，以下这段代码在运行时才会报错：

let foo = 1;
foo.split(' ');
// Uncaught TypeError: foo.split is not a function
// 运行时会报错（foo.split 不是一个函数），造成线上 bug

静态类型是指编译阶段就能确定每个变量的类型，这种语言的类型错误往往会导致语法错误。TypeScript 在运行前需要先编译为 JavaScript，而在编译阶段就会进行类型检查，所以 TypeScript 是静态类型，这段 TypeScript 代码在编译阶段就会报错了：

let foo = 1;
foo.split(' ');
// Property 'split' does not exist on type 'number'.
// 编译时会报错（数字没有 split 方法），无法通过编译

你可能会奇怪，这段 TypeScript 代码看上去和 JavaScript 没有什么区别呀。

没错！大部分 JavaScript 代码都只需要经过少量的修改（或者完全不用修改）就变成 TypeScript 代码，这得益于 TypeScript 强大的[类型推论][]，即使不去手动声明变量 foo 的类型，也能在变量初始化时自动推论出它是一个 number 类型。

完整的 TypeScript 代码是这样的：

let foo: number = 1;
foo.split(' ');
// Property 'split' does not exist on type 'number'.
// 编译时会报错（数字没有 split 方法），无法通过编译

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TypeScript 是弱类型

类型系统按照「是否允许隐式类型转换」来分类，可以分为强类型和弱类型。

以下这段代码不管是在 JavaScript 中还是在 TypeScript 中都是可以正常运行的，运行时数字 1 会被隐式类型转换为字符串 '1'，加号 + 被识别为字符串拼接，所以打印出结果是字符串 '11'。

console.log(1 + '1');
// 打印出字符串 '11'

TypeScript 是完全兼容 JavaScript 的，它不会修改 JavaScript 运行时的特性，所以它们都是弱类型。

作为对比，Python 是强类型，以下代码会在运行时报错：

print(1 + '1')
# TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

若要修复该错误，需要进行强制类型转换：

print(str(1) + '1')
# 打印出字符串 '11'

强/弱是相对的，Python 在处理整型和浮点型相加时，会将整型隐式转换为浮点型，但是这并不影响 Python 是强类型的结论，因为大部分情况下 Python 并不会进行隐式类型转换。相比而言，JavaScript 和 TypeScript 中不管加号两侧是什么类型，都可以通过隐式类型转换计算出一个结果——而不是报错——所以 JavaScript 和 TypeScript 都是弱类型。

虽然 TypeScript 不限制加号两侧的类型，但是我们可以借助 TypeScript 提供的类型系统，以及 ESLint 提供的代码检查功能，来限制加号两侧必须同为数字或同为字符串[5]。这在一定程度上使得 TypeScript 向「强类型」更近一步了——当然，这种限制是可选的。

这样的类型系统体现了 TypeScript 的核心设计理念[6]：在完整保留 JavaScript 运行时行为的基础上，通过引入静态类型系统来提高代码的可维护性，减少可能出现的 bug。

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适用于任何规模

TypeScript 非常适用于大型项目——这是显而易见的，类型系统可以为大型项目带来更高的可维护性，以及更少的 bug。

在中小型项目中推行 TypeScript 的最大障碍就是认为使用 TypeScript 需要写额外的代码，降低开发效率。但事实上，由于有[类型推论][]，大部分类型都不需要手动声明了。相反，TypeScript 增强了编辑器（IDE）的功能，包括代码补全、接口提示、跳转到定义、代码重构等，这在很大程度上提高了开发效率。而且 TypeScript 有近百个[编译选项][]，如果你认为类型检查过于严格，那么可以通过修改编译选项来降低类型检查的标准。

TypeScript 还可以和 JavaScript 共存。这意味着如果你有一个使用 JavaScript 开发的旧项目，又想使用 TypeScript 的特性，那么你不需要急着把整个项目都迁移到 TypeScript，你可以使用 TypeScript 编写新文件，然后在后续更迭中逐步迁移旧文件。如果一些 JavaScript 文件的迁移成本太高，TypeScript 也提供了一个方案，可以让你在不修改 JavaScript 文件的前提下，编写一个[类型声明文件][]，实现旧项目的渐进式迁移。

事实上，就算你从来没学习过 TypeScript，你也可能已经在不知不觉中使用到了 TypeScript——在 VSCode 编辑器中编写 JavaScript 时，代码补全和接口提示等功能就是通过 TypeScript Language Service 实现的[7]：

一些第三方库原生支持了 TypeScript，在使用时就能获得代码补全了，比如 Vue 3.0[8]：

有一些第三方库原生不支持 TypeScript，但是可以通过安装社区维护的类型声明库[9]（比如通过运行 npm install --save-dev @types/react 来安装 React 的类型声明库）来获得代码补全能力——不管是在 JavaScript 项目中还是在 TypeScript 中项目中都是支持的：

由此可见，TypeScript 的发展已经深入到前端社区的方方面面了，任何规模的项目都或多或少得到了 TypeScript 的支持。

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与标准同步发展

TypeScript 的另一个重要的特性就是坚持与 ECMAScript 标准[10]同步发展。

ECMAScript 是 JavaScript 核心语法的标准，自 2015 年起，每年都会发布一个新版本，包含一些新的语法。

一个新的语法从提案到变成正式标准，需要经历以下几个阶段：

• Stage 0：展示阶段，仅仅是提出了讨论、想法，尚未正式提案。
• Stage 1：征求意见阶段，提供抽象的 API 描述，讨论可行性，关键算法等。
• Stage 2：草案阶段，使用正式的规范语言精确描述其语法和语义。
• Stage 3：候选人阶段，语法的设计工作已完成，需要浏览器、Node.js 等环境支持，搜集用户的反馈。
• Stage 4：定案阶段，已准备好将其添加到正式的 ECMAScript 标准中。

一个语法进入到 Stage 3 阶段后，TypeScript 就会实现它。一方面，让我们可以尽早的使用到最新的语法，帮助它进入到下一个阶段；另一方面，处于 Stage 3 阶段的语法已经比较稳定了，基本不会有语法的变更，这使得我们能够放心的使用它。

除了实现 ECMAScript 标准之外，TypeScript 团队也推进了诸多语法提案，比如可选链操作符（?.）[11]、空值合并操作符（??）[12]、Throw 表达式[13]、正则匹配索引[14]等。

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总结

什么是 TypeScript？

• TypeScript 是添加了类型系统的 JavaScript，适用于任何规模的项目。
• TypeScript 是一门静态类型、弱类型的语言。
• TypeScript 是完全兼容 JavaScript 的，它不会修改 JavaScript 运行时的特性。
• TypeScript 可以编译为 JavaScript，然后运行在浏览器、Node.js 等任何能运行 JavaScript 的环境中。
• TypeScript 拥有很多编译选项，类型检查的严格程度由你决定。
• TypeScript 可以和 JavaScript 共存，这意味着 JavaScript 项目能够渐进式的迁移到 TypeScript。
• TypeScript 增强了编辑器（IDE）的功能，提供了代码补全、接口提示、跳转到定义、代码重构等能力。
• TypeScript 拥有活跃的社区，大多数常用的第三方库都提供了类型声明。
• TypeScript 与标准同步发展，符合最新的 ECMAScript 标准（stage 3）。

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附：TypeScript 的发展历史

• 2012-10：微软发布了 TypeScript 第一个版本（0.8），此前已经在微软内部开发了两年。
• 2014-04：TypeScript 发布了 1.0 版本。
• 2014-10：Angular 发布了 2.0 版本，它是一个基于 TypeScript 开发的前端框架。
• 2015-01：ts-loader 发布，webpack 可以编译 TypeScript 文件了。
• 2015-04：微软发布了 Visual Studio Code，它内置了对 TypeScript 语言的支持，它自身也是用 TypeScript 开发的。
• 2016-05：@types/react 发布，TypeScript 可以开发 React 应用了。
• 2016-05：@types/node 发布，TypeScript 可以开发 Node.js 应用了。
• 2016-09：TypeScript 发布了 2.0 版本。
• 2018-06：TypeScript 发布了 3.0 版本。
• 2019-02：TypeScript 宣布由官方团队来维护 typescript-eslint，以支持在 TypeScript 文件中运行 ESLint 检查。
• 2020-05：Deno 发布了 1.0 版本，它是一个 JavaScript 和 TypeScript 运行时。
• 2020-08：TypeScript 发布了 4.0 版本。
• 2020-09：Vue 发布了 3.0 版本，官方支持 TypeScript。

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安装TypeScript

TypeScript 的命令行工具安装方法如下：

npm install -g typescript

注：-g指全局安装

以上命令会全局环境下安装 tsc 命令，安装完成之后，我们就可以在任何地方执行 tsc 命令了。

编译一个 TypeScript 文件很简单：

tsc hello.ts

我们约定使用 TypeScript 编写的文件以 .ts 为后缀，用 TypeScript 编写 React 时，以 .tsx 为后缀。

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编辑器

TypeScript 最大的优势之一便是增强了编辑器和 IDE 的功能，包括代码补全、接口提示、跳转到定义、重构等。

主流的编辑器都支持 TypeScript，这里我推荐使用 Visual Studio Code。

它是一款开源，跨终端的轻量级编辑器，内置了对 TypeScript 的支持。

另外它本身也是用 TypeScript 编写的。

下载安装：https://code.visualstudio.com/

获取其他编辑器或 IDE 对 TypeScript 的支持：

• Sublime Text
• WebStorm
• Vim
• Emacs
• Eclipse
• Atom
• Visual Studio 2019
• Visual Studio 2017

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Hello TypeScript

简单例子

我们从一个简单的例子开始。

将以下代码复制到 hello.ts 中：

function sayHello(person: string) {
    return 'Hello, ' + person;
}

let user = 'Tom';
console.log(sayHello(user));

然后执行

tsc hello.ts

这时候会生成一个编译好的文件 hello.js：

function sayHello(person) {
    return 'Hello, ' + person;
}
var user = 'Tom';
console.log(sayHello(user));

在 TypeScript 中，我们使用 : 指定变量的类型，: 的前后有没有空格都可以。

上述例子中，我们用 : 指定 person 参数类型为 string。但是编译为 js 之后，并没有什么检查的代码被插入进来。

这是因为 TypeScript 只会在编译时对类型进行静态检查，如果发现有错误，编译的时候就会报错。而在运行时，与普通的 JavaScript 文件一样，不会对类型进行检查。

如果我们需要保证运行时的参数类型，还是得手动对类型进行判断：

function sayHello(person: string) {
    if (typeof person === 'string') {
        return 'Hello, ' + person;
    } else {
        throw new Error('person is not a string');
    }
}

let user = 'Tom';
console.log(sayHello(user));

let 是 ES6 中的关键字，和 var 类似，用于定义一个局部变量，可以参阅 let 和 const 命令。

下面尝试把这段代码编译一下：

function sayHello(person: string) {
    return 'Hello, ' + person;
}

let user = [0, 1, 2];
console.log(sayHello(user));

编辑器中会提示错误，编译的时候也会出错：

hello.ts:6:22 - error TS2345: Argument of type 'number[]' is not assignable to parameter of type 'string'.

但是还是生成了 js 文件：

function sayHello(person) {
    return 'Hello, ' + person;
}
var user = [0, 1, 2];
console.log(sayHello(user));

这是因为 TypeScript 编译的时候即使报错了，还是会生成编译结果，我们仍然可以使用这个编译之后的文件。

如果要在报错的时候终止 js 文件的生成，可以在 tsconfig.json 中配置 noEmitOnError 即可。关于 tsconfig.json，请参阅官方手册（中文版）。

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vscode自动编译

1. 生成配置文件tsconfig.json:

tsc --init

1. 查看配置文件关键信息：

"target": "es2016", //将ts文件编译成何种版本的js文件：

"outDir": "./", //ts->js文件的存放位置

"strict": false, //严格模式，这里先关了

1. 开启自动监视模式，从而能够自动编译ts文件为js文件

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参考：

TypeScript入门教程：https://ts.xcatliu.com/introduction/index.html

2023最新TypeScript全套教程（超细致月嫂级教程）：https://www.bilibili.com/video/BV1wY411D79Z?p=1&vd_source=30a98e03cd5a7bbfaeb4416fc48542e2