一、TypeScript介绍

1.什么是TypeScript?

TypeScript简称TS
TS和JS之间的关系其实就是Less/Sass和CSS之间的关系
就像Less/Sass是对CSS进行扩展一样, TS也是对JS的类型的扩展
就像Less/Sass最终会转换成CSS一样, 我们编写好的TS代码最终也会换成JS
TypeScript是JavaScript的超集，因为它扩展了JavaScript，有JavaScript没有的东西。

2.为什么需要TypeScript?

简单来说就是因为JavaScript是弱类型, 很多错误只有在运行时才会被发现
而TypeScript提供了一套静态检测机制, 可以帮助我们在编译时就发现错误

可以避免经典的错误 'undefined' is not a function.
在不严重破坏代码的情况下，重构代码更容易。
使大型、复杂的应用程序源码更易阅读。

3.TypeScript特点

支持最新的JavaScript新特特性
支持代码静态检查
支持诸如C,C++,Java,Go等后端语言中的特性 (枚举、泛型、类型转换、命名空间、声明文件、类、接口等)

二、TypeScript的基础类型

为了让程序有价值，我们需要能够处理最简单的数据单元：数字，字符串，结构体，布尔值等。 TypeScript支持与JavaScript几乎相同的数据类型，此外还提供了实用的枚举类型方便我们使用。

1.跟JS共有数据类型

<1>布尔值

最基本的数据类型就是简单的true/false值，在JavaScript和TypeScript里叫做boolean

let isDone: boolean = false;

<2>数字

和JavaScript一样，TypeScript里的所有数字都是浮点数。这些浮点数的类型是number。除了支持十进制和十六进制字面量，TypeScript还支持ES6中引入的二进制和八进制字面量

let decLiteral: number = 6;
let hexLiteral: number = 0xf00d;
let binaryLiteral: number = 0b1010;
let octalLiteral: number = 0o744;

<3>字符串

JavaScript程序的另一项基本操作是处理网页或服务器端的文本数据。像其它语言里一样，我们使用string表示文本数据类型。和JavaScript一样，可以使用双引号（"）或单引号（'）表示字符串。

let name: string = "bob";
name = "smith";

还可以使用模版字符串，它可以定义多行文本和内嵌表达式。这种字符串是被反引号包围（`），并且以${ expr }这种形式嵌入表达式

let name: string = `Gene`;
let age: number = 37;
let sentence: string = `Hello, my name is ${ name }.

I'll be ${ age + 1 } years old next month.`;

<4>数组

TypeScript像JavaScript一样可以操作数组元素。有两种方式可以定义数组。第一种，可以在元素类型后面接上[]，表示由此类型元素组成的一个数组

let list: number[] = [1, 2, 3];

第二种方式是使用数组泛型，Array<元素类型>：

let list: Array<number> = [1, 2, 3];

<5>Null 和 Undefined

TypeScript里，undefined和null两者各自有自己的类型分别叫做undefined和null。和void相似，它们的本身的类型用处不是很大：

// Not much else we can assign to these variables!
let u: undefined = undefined;
let n: null = null;

默认情况下null和undefined是所有类型的子类型。就是说你可以把null和undefined赋值给number类型的变量。

2.TS新增数据类型

<1>元组 Tuple

元组类型允许表示一个已知元素数量和类型的数组，各元素的类型不必相同。比如，你可以定义一对值分别为string和number类型的元组。

// Declare a tuple type
let x: [string, number];
// Initialize it
x = ['hello', 10]; // OK
// Initialize it incorrectly
x = [10, 'hello']; // Error

当访问一个已知索引的元素，会得到正确的类型：

console.log(x[0].substr(1)); // OK
console.log(x[1].substr(1)); // Error, 'number' does not have 'substr'

当访问一个越界的元素，会使用联合类型替代：

x[3] = 'world'; // OK, 字符串可以赋值给(string | number)类型

console.log(x[5].toString()); // OK, 'string' 和 'number' 都有 toString

x[6] = true; // Error, 布尔不是(string | number)类型

联合类型：表示一个值可以是几种类型之一。我们用竖线（|）分隔每个类型，所以number | string | boolean表示一个值可以是number，string，或boolean。

如果一个值是联合类型，我们只能访问此联合类型的所有类型里共有的成员。

<2>枚举

enum类型是对JavaScript标准数据类型的一个补充。像C#等其它语言一样，使用枚举类型可以为一组数值赋予友好的名字。

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

默认情况下，从0开始为元素编号。你也可以手动的指定成员的数值。例如，我们将上面的例子改成从1开始编号：

enum Color {Red = 1, Green, Blue}
let c: Color = Color.Green;

或者，全部都采用手动赋值：

enum Color {Red = 1, Green = 2, Blue = 4}
let c: Color = Color.Green;

使用枚举我们可以定义一些有名字的数字常量。枚举通过enum关键字来定义。

enum Direction {
    Up = 1,
    Down,
    Left,
    Right
}

一个枚举类型可以包含零个或多个枚举成员。枚举成员具有一个数字值，它可以是常数或是计算得出的值 当满足如下条件时，枚举成员被当作是常数：

不具有初始化函数并且之前的枚举成员是常数。在这种情况下，当前枚举成员的值为上一个枚举成员的值加1。但第一个枚举元素是个例外。如果它没有初始化方法，那么它的初始值为0。
枚举成员使用常数枚举表达式初始化。常数枚举表达式是TypeScript表达式的子集，它可以在编译阶段求值。当一个表达式满足下面条件之一时，它就是一个常数枚举表达式：
- 数字字面量
- 引用之前定义的常数枚举成员（可以是在不同的枚举类型中定义的）如果这个成员是在同一个枚举类型中定义的，可以使用非限定名来引用。
- 带括号的常数枚举表达式
- +, -, ~ 一元运算符应用于常数枚举表达式
- +, -, *, /, %, <<, >>, >>>, &, |, ^ 二元运算符，常数枚举表达式做为其一个操作对象。若常数枚举表达式求值后为NaN或Infinity，则会在编译阶段报错。

所有其它情况的枚举成员被当作是需要计算得出的值。

enum FileAccess {
    // constant members
    None,
    Read    = 1 << 1,
    Write   = 1 << 2,
    ReadWrite  = Read | Write,
    // computed member
    G = "123".length
}

枚举是在运行时真正存在的一个对象。其中一个原因是因为这样可以从枚举值到枚举名进行反向映射。

enum Enum {
    A
}
let a = Enum.A;
let nameOfA = Enum[a]; // "A"

编译成：

var Enum;
(function (Enum) {
    Enum[Enum["A"] = 0] = "A";
})(Enum || (Enum = {}));
var a = Enum.A;
var nameOfA = Enum[a]; // "A"

生成的代码中，枚举类型被编译成一个对象，它包含双向映射（name -> value）和（value -> name）。引用枚举成员总会生成一次属性访问并且永远不会内联。在大多数情况下这是很好的并且正确的解决方案。然而有时候需求却比较严格。当访问枚举值时，为了避免生成多余的代码和间接引用，可以使用常数枚举。常数枚举是在enum关键字前使用const修饰符。

const enum Enum {
    A = 1,
    B = A * 2
}

常数枚举只能使用常数枚举表达式并且不同于常规的枚举的是它们在编译阶段会被删除。常数枚举成员在使用的地方被内联进来。这是因为常数枚举不可能有计算成员。

const enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right]

生成后的代码为：

var directions = [0 /* Up */, 1 /* Down */, 2 /* Left */, 3 /* Right */];

<3>任意值

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。这些值可能来自于动态的内容，比如来自用户输入或第三方代码库。这种情况下，我们不希望类型检查器对这些值进行检查而是直接让它们通过编译阶段的检查。那么我们可以使用any类型来标记这些变量：

let notSure: any = 4;
notSure = "maybe a string instead";
notSure = false; // okay, definitely a boolean

在对现有代码进行改写的时候，any类型是十分有用的，它允许你在编译时可选择地包含或移除类型检查。你可能认为Object有相似的作用，就像它在其它语言中那样。但是Object类型的变量只是允许你给它赋任意值 - 但是却不能够在它上面调用任意的方法，即便它真的有这些方法：

let notSure: any = 4;
notSure.ifItExists(); // okay, ifItExists might exist at runtime
notSure.toFixed(); // okay, toFixed exists (but the compiler doesn't check)

let prettySure: Object = 4;
prettySure.toFixed(); // Error: Property 'toFixed' doesn't exist on type 'Object'.

当你只知道一部分数据的类型时，any类型也是有用的。比如，你有一个数组，它包含了不同的类型的数据：

let list: any[] = [1, true, "free"];

list[1] = 100;

<4>空值

某种程度上来说，void类型像是与any类型相反，它表示没有任何类型。当一个函数没有返回值时，你通常会见到其返回值类型是void：

function warnUser(): void {
    alert("This is my warning message");
}

声明一个void类型的变量没有什么大用，因为你只能为它赋予undefined和null：

let unusable: void = undefined;

<5>Never

never类型表示的是那些永不存在的值的类型。例如，never类型是那些总是会抛出异常或根本就不会有返回值的函数表达式或箭头函数表达式的返回值类型；变量也可能是never类型，当它们被永不为真的类型保护所约束时。

never类型是任何类型的子类型，也可以赋值给任何类型；然而，没有类型是never的子类型或可以赋值给never类型（除了never本身之外）。即使any也不可以赋值给never。

// 返回never的函数必须存在无法达到的终点
function error(message: string): never {
    throw new Error(message);
}

// 推断的返回值类型为never
function fail() {
    return error("Something failed");
}

// 返回never的函数必须存在无法达到的终点
function infiniteLoop(): never {
    while (true) {
    }
}

3.类型断言

有时候你会遇到这样的情况，你会比TypeScript更了解某个值的详细信息。通常这会发生在你清楚地知道一个实体具有比它现有类型更确切的类型。

通过类型断言这种方式可以告诉编译器，“相信我，我知道自己在干什么”。类型断言好比其它语言里的类型转换，但是不进行特殊的数据检查和解构。它没有运行时的影响，只是在编译阶段起作用。 TypeScript会假设你，程序员，已经进行了必须的检查。类型断言有两种形式。其一是“尖括号”语法：

let someValue: any = "this is a string";

let strLength: number = (<string>someValue).length;

另一个为as语法：

let someValue: any = "this is a string";

let strLength: number = (someValue as string).length;

两种形式是等价的。至于使用哪个大多数情况下是凭个人喜好；然而，当你在TypeScript里使用JSX时，只有as语法断言是被允许的。

三、接口（interfaces）

1.什么是接口

在 TypeScript 中，我们使用接口（Interfaces）来定义对象的类型。在面向对象语言中，接口（Interfaces）是一个很重要的概念，它是对行为的抽象，而具体如何行动需要由类（classes）去实现（implement）。

TypeScript 中的接口是一个非常灵活的概念，除了可用于[对类的一部分行为进行抽象]以外，也常用于对「对象的形状（Shape）」进行描述。

interface Person { 
  name: string; 
  age: number; 
} 
let tom: Person = { 
  name: 'Tom', 
  age: 25 
};

上面的例子中，我们定义了一个接口 Person，接着定义了一个变量 tom，它的类型是 Person。这样，我们就约束了 tom 的形状必须和接口 Person 一致。接口一般首字母大写。

定义的变量比接口少或者多一些属性是不允许的：

interface Person { 
  name: string; 
  age: number; 
} 
let tom: Person = { 
  name: 'Tom' 
}; 
// index.ts(6,5): error TS2322: Type '{ name: string; }' is not assignable to type 'Person'. 
// Property 'age' is missing in type '{ name: string; }'.

interface Person { 
  name: string; 
  age: number; 
} 
let tom: Person = { 
  name: 'Tom', 
  age: 25, 
  gender: 'male' 
}; 
// index.ts(9,5): error TS2322: Type '{ name: string; age: number; gender: string; }' is not assignable to type 'Person'. 
// Object literal may only specify known properties, and 'gender' does not exist in type 'Person'.

2.可选属性

接口里的属性不全都是必需的。有些是只在某些条件下存在，或者根本不存在。可选属性在应用“option bags”模式时很常用，即给函数传入的参数对象中只有部分属性赋值了。

interface SquareConfig {
  color?: string;
  width?: number;
}

function createSquare(config: SquareConfig): {color: string; area: number} {
  let newSquare = {color: "white", area: 100};
  if (config.color) {
    newSquare.color = config.color;
  }
  if (config.width) {
    newSquare.area = config.width * config.width;
  }
  return newSquare;
}

let mySquare = createSquare({color: "black"});

带有可选属性的接口与普通的接口定义差不多，只是在可选属性名字定义的后面加一个?符号。

可选属性的好处之一是可以对可能存在的属性进行预定义，好处之二是可以捕获引用了不存在的属性时的错误。比如，我们故意将createSquare里的color属性名拼错，就会得到一个错误提示：

interface SquareConfig {
  color?: string;
  width?: number;
}

function createSquare(config: SquareConfig): { color: string; area: number } {
  let newSquare = {color: "white", area: 100};
  if (config.color) {
    // Error: Property 'clor' does not exist on type 'SquareConfig'
    newSquare.color = config.clor;
  }
  if (config.width) {
    newSquare.area = config.width * config.width;
  }
  return newSquare;
}

let mySquare = createSquare({color: "black"});

3.只读属性

一些对象属性只能在对象刚刚创建的时候修改其值。你可以在属性名前用readonly来指定只读属性:

interface Point {
    readonly x: number;
    readonly y: number;
}

你可以通过赋值一个对象字面量来构造一个Point。赋值后，x和y再也不能被改变了。

let p1: Point = { x: 10, y: 20 };
p1.x = 5; // error!

TypeScript具有ReadonlyArray<T>类型，它与Array<T>相似，只是把所有可变方法去掉了，因此可以确保数组创建后再也不能被修改：

let a: number[] = [1, 2, 3, 4];
let ro: ReadonlyArray<number> = a;
ro[0] = 12; // error!
ro.push(5); // error!
ro.length = 100; // error!
a = ro; // error!

上面代码的最后一行，可以看到就算把整个ReadonlyArray赋值到一个普通数组也是不可以的。但是你可以用类型断言重写：

a = ro as number[];

readonly vs const

最简单判断该用readonly还是const的方法是看要把它做为变量使用还是做为一个属性。做为变量使用的话用const，若做为属性则使用readonly。

4.额外的属性检查

我们在第一个例子里使用了接口，TypeScript让我们传入{ size: number; label: string; }到仅期望得到{ label: string; }的函数里。我们已经学过了可选属性，并且知道他们在“option bags”模式里很有用。

然而，天真地将这两者结合的话就会像在JavaScript里那样搬起石头砸自己的脚。比如，拿createSquare例子来说：

interface SquareConfig {
    color?: string;
    width?: number;
}

function createSquare(config: SquareConfig): { color: string; area: number } {
    // ...
}

let mySquare = createSquare({ colour: "red", width: 100 });

注意传入createSquare的参数拼写为colour而不是color。在JavaScript里，这会默默地失败。

你可能会争辩这个程序已经正确地类型化了，因为width属性是兼容的，不存在color属性，而且额外的colour属性是无意义的。

然而，TypeScript会认为这段代码可能存在bug。对象字面量会被特殊对待而且会经过额外属性检查，当将它们赋值给变量或作为参数传递的时候。如果一个对象字面量存在任何“目标类型”不包含的属性时，你会得到一个错误。

// error: 'colour' not expected in type 'SquareConfig'
let mySquare = createSquare({ colour: "red", width: 100 });

绕开这些检查非常简单。最简便的方法是使用类型断言：

let mySquare = createSquare({ width: 100, opacity: 0.5 } as SquareConfig);

还有最后一种跳过这些检查的方式，这可能会让你感到惊讶，它就是将这个对象赋值给一个另一个变量：因为squareOptions不会经过额外属性检查，所以编译器不会报错。

let squareOptions = { colour: "red", width: 100 };
let mySquare = createSquare(squareOptions);

要留意，在像上面一样的简单代码里，你可能不应该去绕开这些检查。对于包含方法和内部状态的复杂对象字面量来讲，你可能需要使用这些技巧，但是大部额外属性检查错误是真正的bug。就是说你遇到了额外类型检查出的错误，比如“option bags”，你应该去审查一下你的类型声明。在这里，如果支持传入color或colour属性到createSquare，你应该修改SquareConfig定义来体现出这一点。

5.函数类型

接口能够描述JavaScript中对象拥有的各种各样的外形。除了描述带有属性的普通对象外，接口也可以描述函数类型。

为了使用接口表示函数类型，我们需要给接口定义一个调用签名。它就像是一个只有参数列表和返回值类型的函数定义。参数列表里的每个参数都需要名字和类型。

interface SearchFunc {
  (source: string, subString: string): boolean;
}

这样定义后，我们可以像使用其它接口一样使用这个函数类型的接口。下例展示了如何创建一个函数类型的变量，并将一个同类型的函数赋值给这个变量。

let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(source: string, subString: string) {
  let result = source.search(subString);
  return result > -1;
}

对于函数类型的类型检查来说，函数的参数名不需要与接口里定义的名字相匹配。比如，我们使用下面的代码重写上面的例子：

let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(src: string, sub: string): boolean {
  let result = src.search(sub);
  return result > -1;
}

函数的参数会逐个进行检查，要求对应位置上的参数类型是兼容的。如果你不想指定类型，TypeScript的类型系统会推断出参数类型，因为函数直接赋值给了SearchFunc类型变量。函数的返回值类型是通过其返回值推断出来的（此例是false和true）。如果让这个函数返回数字或字符串，类型检查器会警告我们函数的返回值类型与SearchFunc接口中的定义不匹配。

let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(src, sub) {
    let result = src.search(sub);
    return result > -1;
}

四、泛型

1. 什么是泛型

软件工程中，我们不仅要创建一致的定义良好的API，同时也要考虑可重用性。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，这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。

在像C#和Java这样的语言中，可以使用泛型来创建可重用的组件，一个组件可以支持多种类型的数据。这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。

如果不用泛型的话，这个函数可能是下面这样：

function identity(arg: number): number {
    return arg;
}

或者，我们使用any类型来定义函数：

function identity(arg: any): any {
    return arg;
}

使用any类型会导致这个函数可以接收任何类型的arg参数，这样就丢失了一些信息：传入的类型与返回的类型应该是相同的。如果我们传入一个数字，我们只知道任何类型的值都有可能被返回。

因此，我们需要一种方法使返回值的类型与传入参数的类型是相同的。这里，我们使用了类型变量，它是一种特殊的变量，只用于表示类型而不是值。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

我们给identity添加了类型变量T。 T帮助我们捕获用户传入的类型（比如：number），之后我们就可以使用这个类型。之后我们再次使用了T当做返回值类型。现在我们可以知道参数类型与返回值类型是相同的了。这允许我们跟踪函数里使用的类型的信息。

我们把这个版本的identity函数叫做泛型，因为它可以适用于多个类型。不同于使用any，它不会丢失信息，像第一个例子那像保持准确性，传入数值类型并返回数值类型。

我们定义了泛型函数后，可以用两种方法使用。第一种是，传入所有的参数，包含类型参数：

let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'

这里我们明确的指定了T是string类型，并做为一个参数传给函数，使用了<>括起来而不是()。

第二种方法更普遍。利用了类型推论 – 即编译器会根据传入的参数自动地帮助我们确定T的类型：

let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'

注意我们没必要使用尖括号（<>）来明确地传入类型；编译器可以查看myString的值，然后把T设置为它的类型。类型推论帮助我们保持代码精简和高可读性。如果编译器不能够自动地推断出类型的话，只能像上面那样明确的传入T的类型，在一些复杂的情况下，这是可能出现的。

2.使用泛型变量

使用泛型创建像identity这样的泛型函数时，编译器要求你在函数体必须正确的使用这个通用的类型。换句话说，你必须把这些参数当做是任意或所有类型。

看下之前identity例子：

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

如果我们想同时打印出arg的长度。我们很可能会这样做：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

如果这么做，编译器会报错说我们使用了arg的.length属性，但是没有地方指明arg具有这个属性。记住，这些类型变量代表的是任意类型，所以使用这个函数的人可能传入的是个数字，而数字是没有.length属性的。

现在假设我们想操作T类型的数组而不直接是T。由于我们操作的是数组，所以.length属性是应该存在的。我们可以像创建其它数组一样创建这个数组：

function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

你可以这样理解loggingIdentity的类型：泛型函数loggingIdentity，接收类型参数T和参数arg，它是个元素类型是T的数组，并返回元素类型是T的数组。如果我们传入数字数组，将返回一个数字数组，因为此时T的的类型为number。这可以让我们把泛型变量T当做类型的一部分使用，而不是整个类型，增加了灵活性。

我们也可以这样实现上面的例子：

function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

3.泛型类

泛型类看上去与泛型接口差不多。泛型类使用（<>）括起泛型类型，跟在类名后面。

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; };

GenericNumber类的使用是十分直观的，并且你可能已经注意到了，没有什么去限制它只能使用number类型。也可以使用字符串或其它更复杂的类型。

let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

alert(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));

与接口一样，直接把泛型类型放在类后面，可以帮助我们确认类的所有属性都在使用相同的类型。

类有两部分：静态部分和实例部分。泛型类指的是实例部分的类型，所以类的静态属性不能使用这个泛型类型。

4.泛型约束

你应该会记得上面的例子，我们有时候想操作某类型的一组值，并且我们知道这组值具有什么样的属性。在loggingIdentity例子中，我们想访问arg的length属性，但是编译器并不能证明每种类型都有length属性，所以就报错了。

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

相比于操作any所有类型，我们想要限制函数去处理任意带有.length属性的所有类型。只要传入的类型有这个属性，我们就允许，就是说至少包含这一属性。为此，我们需要列出对于T的约束要求。

为此，我们定义一个接口来描述约束条件。创建一个包含.length属性的接口，使用这个接口和extends关键字还实现约束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
    return arg;
}

现在这个泛型函数被定义了约束，因此它不再是适用于任意类型：

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

我们需要传入符合约束类型的值，必须包含必须的属性：

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

TypeScript入门篇