TypeScript是什么

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。

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[2],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。

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

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。

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]

what-is-typescript-vscode

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]

what-is-typescript-vue

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:

what-is-typescript-react

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。

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。

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)。

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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文章名称:TypeScript是什么
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