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
    复制代码
    • 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];
    复制代码
    • 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';
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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;
	}
}
}
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  • 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");
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  • 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
复制代码
  • 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'
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  • 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
复制代码

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<T> {
      (arg: T): T;
    }
    复制代码
  • 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;
    };
    复制代码
  • 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'
};
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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");
}
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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");
      }
    }
    复制代码
    • typeof 类型保护
    function processData(param: string | number): unknown {
    	if (typeof param === 'string') {
      	return param.toUpperCase()
      }
      return param;
    }
    复制代码
    • 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;
    }
    复制代码
    • 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
    }
    复制代码

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
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  • 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
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  • 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');
  }
}
复制代码
  • 对于函数,要严格控制返回值的类型.
// 推荐写法
function getLocalStorage<T>(key: string): T | null {
  const str = window.localStorage.getItem(key);
  return str ? JSON.parse(str) : null;
}
const data = getLocalStorage<DataType>("USER_KEY");
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  • 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<T>(c: { new(): T }): T {
	return new c();
}
class Test {
  constructor() {
  }
}
create(Test);
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  • 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;
}
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  • 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)
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  • 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)
  }
}
复制代码

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

  • TSLint:自动检测和修复不符合规范的 TypeScript 代码。
  • TypeScript Hero:对 import 引入模块顺序进行排序和组织 ,移除未被使用的。MacOS 上快捷键 Ctrl+Opt+o,Win/Linux 上快捷键 Ctrl+Alt+o
  • json2ts:将剪切板中的 JSON 转化成 TypeScript 接口。MacOS 上快捷键 Ctrl+Opt+V,Win/Linux 上快捷键 Ctrl+Alt+V
  • 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。
  • Path Intellisense:路径和文件名的自动提示补全功能。
  • TypeScript Importer:import 引入模块时,自动搜索当前 workspace 下所有 export 的模块,并自动进行提示补全。
  • Prettier - Code formatter:格式化代码。

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