TypeScript入门教程

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本文为TypeScript的入门教程，介绍了TypeScript的基础知识以及它的进阶知识。建议已掌握JavaScript和ES6基本知识的人群学习。

什么是TypeScript

官网对于TypeScript的定义如下：

Typed JavaScript Any Scale.

添加了类型系统的JavaScript，适用于任何规模的项目。

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

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，类型错误会导致运行时发生错误。JS是一门解释型语言，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

静态类型是指在编译阶段就能确定每个变量的类型，类型错误会导致语法错误。

TS在运行前需要编译为JS，而在编译阶段就会进行类型检查，所以TS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

TS有强大的类型推论，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变换来分类，可以分为强类型和弱类型。

TS是完全兼容JS的，它不会修改JS运行时的特性，所以它们都是弱类型。

TypeScript的核心设计理念

在完整保留JS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。

与标准同步发展

TypeScript 的另一个重要的特性是坚持与 ECMAScript 标准同步发展。

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）。

基础

原始数据类型

JavaScript的类型分类两种：

  • 原始数据类型（Primitive data types）
    • boolean、number、string、null、undefined、Symbol（ES6）、BigInt（ES10）
  • 对象类型（Object types）

布尔值 boolean

布尔值是最基础的数据类型，在 TypeScript 中，使用 boolean 定义布尔值类型：

let isDone: boolean = false;

// 编译通过
// 后面约定，未强调编译错误的代码片段，默认为编译通过

注意，使用构造函数 Boolean 创造的对象不是布尔值：

let createdByNewBoolean: boolean = new Boolean(1);

// Type 'Boolean' is not assignable to type 'boolean'.
//   'boolean' is a primitive, but 'Boolean' is a wrapper object. Prefer using 'boolean' when possible.

事实上 new Boolean() 返回的是一个 Boolean 对象：

let createdByNewBoolean: Boolean = new Boolean(1);

但是，直接调用 Boolean 可以返回一个 boolean 类型：

let createdByBoolean: boolean = Boolean(1);

在 TypeScript 中，boolean 是 JavaScript 中的基本类型，而 Boolean 是 JavaScript 中的构造函数。其他基本类型（除了 null 和 undefined）一样，不再赘述。

数值 number

使用 number 定义数值类型：

let decLiteral: number = 6;
let hexLiteral: number = 0xf00d;
// ES6 中的二进制表示法
let binaryLiteral: number = 0b1010;
// ES6 中的八进制表示法
let octalLiteral: number = 0o744;
let notANumber: number = NaN;
let infinityNumber: number = Infinity;

编译结果：

var decLiteral = 6;
var hexLiteral = 0xf00d;
// ES6 中的二进制表示法
var binaryLiteral = 10;
// ES6 中的八进制表示法
var octalLiteral = 484;
var notANumber = NaN;
var infinityNumber = Infinity;

字符串 string

使用 string 定义字符串类型：

let myName: string = 'Tom';
let myAge: number = 25;

// 模板字符串
let sentence: string = `Hello, my name is ${myName}.
I'll be ${myAge + 1} years old next month.`;

编译结果：

var myName = 'Tom';
var myAge = 25;
// 模板字符串
var sentence = "Hello, my name is " + myName + ".
I'll be " + (myAge + 1) + " years old next month.";

空值 void

JavaScript 没有空值（Void）的概念，在 TypeScript 中，可以用 void 表示没有任何返回值的函数：

function alertName(): void {
    alert('My name is Tom');
}

声明一个 void 类型的变量没有什么用，因为你只能将它赋值为 undefined 和 null（只在 --strictNullChecks 未指定时）：

let unusable: void = undefined;

null 和 undefined

在 TypeScript 中，可以使用 null 和 undefined 来定义这两个原始数据类型：

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

与 void 的区别是，undefined 和 null 是所有类型的子类型。也就是说 undefined 类型的变量，可以赋值给 number 类型的变量：

// 这样不会报错
let num: number = undefined;
// 这样也不会报错
let u: undefined;
let num: number = u;

而 void 类型的变量不能赋值给 number 类型的变量：

let u: void;
let num: number = u;

// Type 'void' is not assignable to type 'number'.

任意值

任意值（Any）用来表示允许赋值为任意类型。

什么是任意值类型

如果是一个普通类型，在赋值过程中改变类型是不被允许的：

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

// index.ts(2,1): error TS2322: Type 'number' is not assignable to type 'string'.

但如果是 any 类型，则允许被赋值为任意类型。

let myFavoriteNumber: any = 'seven';
myFavoriteNumber = 7;

任意值的属性和方法

在任意值上访问任何属性都是允许的：

let anyThing: any = 'hello';
console.log(anyThing.myName);
console.log(anyThing.myName.firstName);

也允许调用任何方法：

let anyThing: any = 'Tom';
anyThing.setName('Jerry');
anyThing.setName('Jerry').sayHello();
anyThing.myName.setFirstName('Cat');

可以认为，声明一个变量为任意值之后，对它的任何操作，返回的内容的类型都是任意值。

未声明类型的变量

变量如果在声明的时候，未指定其类型，那么它会被识别为任意值类型：

let something;
something = 'seven';
something = 7;

something.setName('Tom');

等价于

let something: any;
something = 'seven';
something = 7;

something.setName('Tom');

类型推论

如果没有明确的指定类型，那么TypeScript会依照类型推论（Type Inference）的规则推断一个类型。

什么是类型推论

以下代码虽然没有指定类型，但是会在编译的时候报错：

let myFavoriteNumber = 'seven';
myFavoriteNumber = 7;

// index.ts(2,1): error TS2322: Type 'number' is not assignable to type 'string'.

事实上，它等价于：

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

// index.ts(2,1): error TS2322: Type 'number' is not assignable to type 'string'.

TypeScript 会在没有明确的指定类型的时候推测出一个类型，这就是类型推论。

如果定义的时候没有赋值，不管之后有没有赋值，都会被推断成 any 类型而完全不被类型检查：

let myFavoriteNumber;
myFavoriteNumber = 'seven';
myFavoriteNumber = 7;

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;
let myFavoriteNumber: string | number;
myFavoriteNumber = true;

// index.ts(2,1): error TS2322: Type 'boolean' is not assignable to type 'string | number'.
//   Type 'boolean' is not assignable to type 'number'.

联合类型使用 | 分隔每个类型。

这里的 let myFavoriteNumber: string | number; 的含义是，允许 myFavoriteNumber 的类型是 string 或者 number，但是不能是其他类型。

联合类型的属性和方法

当 TypeScript 不确定一个联合类型的变量到底是哪个类型的时候，我们只能访问此联合类型的所有类型里共有的属性或方法：

function getLength(something: string | number): number {
    return something.length;
}

// index.ts(2,22): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'string | number'.
//   Property 'length' does not exist on type 'number'.

上例中，length 不是 string 和 number 的共有属性，所以会报错。

访问 string 和 number 的共有属性是没问题的：

function getString(something: string | number): string {
    return something.toString();
}

联合类型的变量在被赋值的时候，会根据类型推论的规则推断出一个类型：

let myFavoriteNumber: string | number;
myFavoriteNumber = 'seven';
console.log(myFavoriteNumber.length); // 5
myFavoriteNumber = 7;
console.log(myFavoriteNumber.length); // 编译时报错

// index.ts(5,30): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'number'.

上例中，第二行的 myFavoriteNumber 被推断成了 string，访问它的 length 属性不会报错。

而第四行的 myFavoriteNumber 被推断成了 number，访问它的 length 属性时就报错了。

接口 - 对象的类型

在TypeScript中，接口（Interfaces）用来定义对象的类型。

什么是接口

在面向对象语言中，接口（Interfaces）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。

我觉得下面这个例子，举得不是特别好。

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。有的编程语言中会建议接口的名称加上 I 前缀。

定义的变量比接口少了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; }'.

多一些属性也是不允许的：

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'.

可见，赋值的时候，变量的形状必须和接口的形状保持一致。

顺便一提：

接口和抽象类有什么区别？ - BWH.Steven的回答 - 知乎

可选属性

有时我们希望不要完全匹配一个形状，那么可以用可选属性：

interface Person {
    name: string;
    age?: number;
}

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

可选属性的含义是该属性可以不存在。

这时仍然不允许添加未定义的属性：

interface Person {
    name: string;
    age?: number;
}

let tom: Person = {
    name: 'Tom',
    age: 25,
    gender: 'male'
};

// examples/playground/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'.

任意属性

有时候我们希望一个接口允许有任意的属性，可以使用如下方式：

interface Person {
    name: string;
    age?: number;
    [propName: string]: any;
}

let tom: Person = {
    name: 'Tom',
    gender: 'male'
};

使用 [propName: string] 定义了任意属性取 string 类型的值。

需要注意的是，一旦定义了任意属性，那么确定属性和可选属性的类型都必须是它的类型的子集：

interface Person {
    name: string;
    age?: number;
    [propName: string]: string;
}

let tom: Person = {
    name: 'Tom',
    age: 25,
    gender: 'male'
};

// index.ts(3,5): error TS2411: Property 'age' of type 'number' is not assignable to string index type 'string'.
// index.ts(7,5): error TS2322: Type '{ [x: string]: string | number; name: string; age: number; gender: string; }' is not assignable to type 'Person'.
//   Index signatures are incompatible.
//     Type 'string | number' is not assignable to type 'string'.
//       Type 'number' is not assignable to type 'string'.

上例中，任意属性的值允许是 string，但是可选属性 age 的值却是 number，number 不是 string 的子属性，所以报错了。

另外，在报错信息中可以看出，此时 { name: 'Tom', age: 25, gender: 'male' } 的类型被推断成了 { [x: string]: string | number; name: string; age: number; gender: string; }，这是联合类型和接口的结合。

一个接口中只能定义一个任意属性。如果接口中有多个类型的属性，则可以在任意属性中使用联合类型：

interface Person {
    name: string;
    age?: number;
    [propName: string]: string | number;
}

let tom: Person = {
    name: 'Tom',
    age: 25,
    gender: 'male'
};

只读属性

有时候我们希望对象中的一些字段只能在创建的时候被赋值，那么可以用 readonly 定义只读属性：

interface Person {
    readonly id: number;
    name: string;
    age?: number;
    [propName: string]: any;
}

let tom: Person = {
    id: 89757,
    name: 'Tom',
    gender: 'male'
};

tom.id = 9527;

// index.ts(14,5): error TS2540: Cannot assign to 'id' because it is a constant or a read-only property.

上例中，使用 readonly 定义的属性 id 初始化后，又被赋值了，所以报错了。

注意，只读的约束存在于第一次给对象赋值的时候，而不是第一次给只读属性赋值的时候：

interface Person {
    readonly id: number;
    name: string;
    age?: number;
    [propName: string]: any;
}

let tom: Person = {
    name: 'Tom',
    gender: 'male'
};

tom.id = 89757;

// index.ts(8,5): error TS2322: Type '{ name: string; gender: string; }' is not assignable to type 'Person'.
//   Property 'id' is missing in type '{ name: string; gender: string; }'.
// index.ts(13,5): error TS2540: Cannot assign to 'id' because it is a constant or a read-only property.

上例中，报错信息有两处，第一处是在对 tom 进行赋值的时候，没有给 id 赋值。

第二处是在给 tom.id 赋值的时候，由于它是只读属性，所以报错了。

数组的类型

有多种定义方法。

「类型 + 方括号」表示法

最简单的方法是使用「类型 + 方括号」来表示数组：

let fibonacci: number[] = [1, 1, 2, 3, 5];

数组泛型 表示法

下面用数组泛型（Array Generic）Array<elemType>来表示数组：

let fibonacci: Array<number> = [1, 1, 2, 3, 5];

接口 表示法

interface NumberArray {
    [index: number]: number;
}
let fibonacci: NumberArray = [1, 1, 2, 3, 5];

NumberArray表示：只要索引的类型是数字，那么值的类型就必须是数字。

这种表示法一般不常用，但是它常用来表示类数组。

类数组

类数组（Array-like Object）不是数组类型，比如arguments：

function sum() {
    let args: number[] = arguments;
}

// Type 'IArguments' is missing the following properties from type 'number[]': pop, push, concat, join, and 24 more.

上例中，arguments 实际上是一个类数组，不能用普通的数组的方式来描述，而应该用接口：

function sum() {
    let args: {
        [index: number]: number;
        length: number;
        callee: Function;
    } = arguments;
}

在这个例子中，我们除了约束当索引的类型是数字时，值的类型必须是数字之外，也约束了它还有 length 和 callee 两个属性。

事实上常用的类数组都有自己的接口定义，如 IArguments, NodeList, HTMLCollection 等：

function sum() {
    let args: IArguments = arguments;
}

其中 IArguments 是 TypeScript 中定义好了的类型，它实际上就是：

interface IArguments {
    [index: number]: any;
    length: number;
    callee: Function;
}

函数的类型

在 JavaScript 中，有两种常见的定义函数的方式——函数声明（Function Declaration）和 函数表达式（Function Expression）：

// 函数声明（Function Declaration）
function sum(x, y) {
    return x + y;
}

// 函数表达式（Function Expression）
let mySum = function (x, y) {
    return x + y;
};

函数声明

一个函数有输入和输出，要在 TypeScript 中对其进行约束，需要把输入和输出都考虑到，其中函数声明的类型定义较简单：

function sum(x: number, y: number): number {
    return x + y;
}

函数表达式

如果要我们现在写一个对函数表达式（Function Expression）的定义，可能会写成这样：

//不标准的
let mySum = function (x: number, y: number): number {
    return x + y;
};

这是可以通过编译的，不过事实上，上面的代码只对等号右侧的匿名函数进行了类型定义，而等号左边的 mySum，是通过赋值操作进行类型推论而推断出来的。如果需要我们手动给 mySum 添加类型，则应该是这样：

let mySum: (x: number, y: number) => number = function (x: number, y: number): number {
    return x + y;
};

在 TypeScript 的类型定义中，=> 用来表示函数的定义，左边是输入类型，需要用括号括起来，右边是输出类型；在 ES6 中，=> 叫做箭头函数。

注意不要混淆了 TypeScript 中的 => 和 ES6 中的 =>。

用接口定义函数的形状

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

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

采用函数表达式|接口定义函数的方式时，对等号左侧进行类型限制，可以保证以后对函数名赋值时保证参数个数、参数类型、返回值类型不变。

可选参数

与接口中的可选属性类似，我们用 ? 表示可选的参数：

function buildName(firstName: string, lastName?: string) {
    if (lastName) {
        return firstName + ' ' + lastName;
    } else {
        return firstName;
    }
}
let tomcat = buildName('Tom', 'Cat');
let tom = buildName('Tom');

需要注意的是，可选参数必须接在必需参数后面。换句话说，可选参数后面不允许再出现必需参数了：

function buildName(firstName?: string, lastName: string) {
    if (firstName) {
        return firstName + ' ' + lastName;
    } else {
        return lastName;
    }
}
let tomcat = buildName('Tom', 'Cat');
let tom = buildName(undefined, 'Tom');

// index.ts(1,40): error TS1016: A required parameter cannot follow an optional parameter.

参数默认值

在 ES6 中，我们允许给函数的参数添加默认值，TypeScript 会将添加了默认值的参数识别为可选参数：

function buildName(firstName: string, lastName: string = 'Cat') {
    return firstName + ' ' + lastName;
}
let tomcat = buildName('Tom', 'Cat');
let tom = buildName('Tom');

此时就不受「可选参数必须接在必需参数后面」的限制了：

function buildName(firstName: string = 'Tom', lastName: string) {
    return firstName + ' ' + lastName;
}
let tomcat = buildName('Tom', 'Cat');
let cat = buildName(undefined, 'Cat');

剩余参数

ES6 中，可以使用 ...rest 的方式获取函数中的剩余参数（rest 参数）：

function push(array, ...items) {
    items.forEach(function(item) {
        array.push(item);
    });
}

let a: any[] = [];
push(a, 1, 2, 3);

事实上，items 是一个数组。所以我们可以用数组的类型来定义它：

function push(array: any[], ...items: any[]) {
    items.forEach(function(item) {
        array.push(item);
    });
}

let a = [];
push(a, 1, 2, 3);

注意，rest 参数只能是最后一个参数，关于 rest 参数.

重载

重载允许一个函数接受不同数量或类型的参数时，作出不同的处理。

比如，我们需要实现一个函数 reverse，输入数字 123 的时候，输出反转的数字 321，输入字符串 'hello' 的时候，输出反转的字符串 'olleh'。

利用联合类型，我们可以这么实现：

function reverse(x: number | string): number | string | void {
    if (typeof x === 'number') {
        return Number(x.toString().split('').reverse().join(''));
    } else if (typeof x === 'string') {
        return x.split('').reverse().join('');
    }
}

注意，TypeScript 会优先从最前面的函数定义开始匹配，所以多个函数定义如果有包含关系，需要优先把精确的定义写在前面。

类型断言

类型断言（Type Assertion）可以用来手动指定一个值的类型。

语法

值 as 类型

或

<类型>值

在 tsx 语法（React 的 jsx 语法的 ts 版）中必须使用前者，即 值 as 类型。

形如 <Foo> 的语法在 tsx 中表示的是一个 ReactNode，在 ts 中除了表示类型断言之外，也可能是表示一个泛型。

故建议大家在使用类型断言时，统一使用 值 as 类型 这样的语法，本文中也会贯彻这一思想。

类型断言的用途

将一个联合类型断言为其中一个类型

之前提到过，当 TypeScript 不确定一个联合类型的变量到底是哪个类型的时候，我们只能访问此联合类型的所有类型中共有的属性或方法：

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}
interface Fish {
    name: string;
    swim(): void;
}

function getName(animal: Cat | Fish) {
    return animal.name;
}

而有时候，我们确实需要在还不确定类型的时候就访问其中一个类型特有的属性或方法，比如：

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}
interface Fish {
    name: string;
    swim(): void;
}

function isFish(animal: Cat | Fish) {
    if (typeof animal.swim === 'function') {
        return true;
    }
    return false;
}

// index.ts:11:23 - error TS2339: Property 'swim' does not exist on type 'Cat | Fish'.
//   Property 'swim' does not exist on type 'Cat'.

上面的例子中，获取 animal.swim 的时候会报错。

此时可以使用类型断言，将 animal 断言成 Fish：

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}
interface Fish {
    name: string;
    swim(): void;
}

function isFish(animal: Cat | Fish) {
    if (typeof (animal as Fish).swim === 'function') {
        return true;
    }
    return false;
}

这样就可以解决访问 animal.swim 时报错的问题了。

需要注意的是，类型断言只能够「欺骗」TypeScript 编译器，无法避免运行时的错误，反而滥用类型断言可能会导致运行时错误。

下面上面的例子编译时不会报错，但在运行时会报错：

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}
interface Fish {
    name: string;
    swim(): void;
}

function swim(animal: Cat | Fish) {
    (animal as Fish).swim();
}

const tom: Cat = {
    name: 'Tom',
    run() { console.log('run') }
};
swim(tom);
// Uncaught TypeError: animal.swim is not a function`

原因是 (animal as Fish).swim() 这段代码隐藏了 animal 可能为 Cat 的情况，将 animal 直接断言为 Fish 了，而 TypeScript 编译器信任了我们的断言，故在调用 swim() 时没有编译错误。可是 swim 函数接受的参数是 Cat | Fish，一旦传入的参数是 Cat 类型的变量，由于 Cat 上没有 swim 方法，就会导致运行时错误了。

总之，使用类型断言时一定要格外小心，尽量避免断言后调用方法或引用深层属性，以减少不必要的运行时错误。

将一个父类断言为更加具体的子类

当类之间有继承关系时，类型断言也是很常见的：

class ApiError extends Error {
    code: number = 0;
}
class HttpError extends Error {
    statusCode: number = 200;
}

function isApiError(error: Error) {
    if (typeof (error as ApiError).code === 'number') {
        return true;
    }
    return false;
}

上面的例子中，我们声明了函数 isApiError，它用来判断传入的参数是不是 ApiError 类型，为了实现这样一个函数，它的参数的类型肯定得是比较抽象的父类 Error，这样的话这个函数就能接受 Error 或它的子类作为参数了。

但是由于父类 Error 中没有 code 属性，故直接获取 error.code 会报错，需要使用类型断言获取 (error as ApiError).code。

大家可能会注意到，在这个例子中有一个更合适的方式来判断是不是 ApiError，那就是使用 instanceof：

class ApiError extends Error {
    code: number = 0;
}
class HttpError extends Error {
    statusCode: number = 200;
}

function isApiError(error: Error) {
    if (error instanceof ApiError) {
        return true;
    }
    return false;
}

上面的例子中，确实使用 instanceof 更加合适，因为 ApiError 是一个 JavaScript 的类，能够通过 instanceof 来判断 error 是否是它的实例。

但是有的情况下 ApiError 和 HttpError 不是一个真正的类，而只是一个 TypeScript 的接口（interface），接口是一个类型，不是一个真正的值，它在编译结果中会被删除，当然就无法使用 instanceof 来做运行时判断了：

interface ApiError extends Error {
    code: number;
}
interface HttpError extends Error {
    statusCode: number;
}

function isApiError(error: Error) {
    if (error instanceof ApiError) {
        return true;
    }
    return false;
}

// index.ts:9:26 - error TS2693: 'ApiError' only refers to a type, but is being used as a value here.

此时就只能用类型断言，通过判断是否存在 code 属性，来判断传入的参数是不是 ApiError 了：

interface ApiError extends Error {
    code: number;
}
interface HttpError extends Error {
    statusCode: number;
}

function isApiError(error: Error) {
    if (typeof (error as ApiError).code === 'number') {
        return true;
    }
    return false;
}

将任意一个类型断言为 any

window.foo = 1;

// index.ts:1:8 - error TS2339: Property 'foo' does not exist on type 'Window & typeof globalThis'.

上面的例子中，我们需要将 window 上添加一个属性 foo，但 TypeScript 编译时会报错，提示我们 window 上不存在 foo 属性。

此时我们可以使用 as any 临时将 window 断言为 any 类型：

(window as any).foo = 1;

在 any 类型的变量上，访问任何属性都是允许的。

需要注意的是，将一个变量断言为 any 可以说是解决 TypeScript 中类型问题的最后一个手段。

它极有可能掩盖了真正的类型错误，所以如果不是非常确定，就不要使用 as any。

上面的例子中，我们也可以通过扩展 window的类型解决这个错误，不过如果只是临时的增加 foo 属性，as any 会更加方便。

总之，一方面不能滥用 as any，另一方面也不要完全否定它的作用，我们需要在类型的严格性和开发的便利性之间掌握平衡（这也是 TypeScript 的设计理念之一），才能发挥出 TypeScript 最大的价值。

将 any 断言为一个具体的类型

在日常的开发中，我们不可避免的需要处理 any 类型的变量，它们可能是由于第三方库未能定义好自己的类型，也有可能是历史遗留的或其他人编写的烂代码，还可能是受到 TypeScript 类型系统的限制而无法精确定义类型的场景。

遇到 any 类型的变量时，我们可以选择无视它，任由它滋生更多的 any。

我们也可以选择改进它，通过类型断言及时的把 any 断言为精确的类型，亡羊补牢，使我们的代码向着高可维护性的目标发展。

举例来说，历史遗留的代码中有个 getCacheData，它的返回值是 any：

function getCacheData(key: string): any {
    return (window as any).cache[key];
}

那么我们在使用它时，最好能够将调用了它之后的返回值断言成一个精确的类型，这样就方便了后续的操作：

function getCacheData(key: string): any {
    return (window as any).cache[key];
}

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const tom = getCacheData('tom') as Cat;
tom.run();

上面的例子中，我们调用完 getCacheData 之后，立即将它断言为 Cat 类型。这样的话明确了 tom 的类型，后续对 tom 的访问时就有了代码补全，提高了代码的可维护性。

类型断言的限制

从上面的例子中，我们可以总结出：

  • 联合类型可以被断言为其中一个类型
  • 父类可以被断言为子类
  • 任何类型都可以被断言为 any
  • any 可以被断言为任何类型

但是，并不是任何一个类型都可以被断言为任何另一个类型。

具体来说，若 A 兼容 B，那么 A 能够被断言为 B，B 也能被断言为 A。

下面我们通过一个简化的例子，来理解类型断言的限制：

interface Animal {
    name: string;
}
interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

let tom: Cat = {
    name: 'Tom',
    run: () => { console.log('run') }
};
let animal: Animal = tom;

在上面的例子中，Cat 包含了 Animal 中的所有属性，除此之外，它还有一个额外的方法 run。TypeScript 并不关心 Cat 和 Animal 之间定义时是什么关系，而只会看它们最终的结构有什么关系，就像面向对象编程中我们可以将子类的实例赋值给类型为父类的变量——所以它与 Cat extends Animal 是等价的：

interface Animal {
    name: string;
}
interface Cat extends Animal {
    run(): void;
}

TypeScript 中更专业的说法是：Animal 兼容 Cat。

当 Animal 兼容 Cat 时，它们就可以互相进行类型断言了：

interface Animal {
    name: string;
}
interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

function testAnimal(animal: Animal) {
    return (animal as Cat);
}
function testCat(cat: Cat) {
    return (cat as Animal);
}

这样的设计其实也很容易就能理解：

  • 允许 animal as Cat 是因为「父类可以被断言为子类」，这个前面已经学习过了
  • 允许 cat as Animal 是因为既然子类拥有父类的属性和方法，那么被断言为父类，获取父类的属性、调用父类的方法，就不会有任何问题，故「子类可以被断言为父类」

需要注意的是，这里我们使用了简化的父类子类的关系来表达类型的兼容性，而实际上 TypeScript 在判断类型的兼容性时，比这种情况复杂很多，详细请参考类型的兼容性章节。

总之：

要使得 A 能够被断言为 B，只需要 A 兼容 B 或 B 兼容 A 即可，这也是为了在类型断言时的安全考虑，毕竟毫无根据的断言是非常危险的。

综上所述

  • 联合类型可以被断言为其中一个类型
  • 父类可以被断言为子类
  • 任何类型都可以被断言为 any
  • any 可以被断言为任何类型
  • 要使得 A 能够被断言为 B，只需要 A 兼容 B 或 B 兼容 A 即可

其实前四种情况都是最后一个的特例。

双重断言

既然：

  • 任何类型都可以被断言为 any
  • any 可以被断言为任何类型

那么我们就可以使用双重断言 as any as Foo 来将任何一个类型断言为任何另一个类型：

interface Cat {
    run(): void;
}
interface Fish {
    swim(): void;
}

function testCat(cat: Cat) {
    return (cat as any as Fish);
}

在上面的例子中，若直接使用 cat as Fish 肯定会报错，因为 Cat 和 Fish 互相都不兼容。

但是若使用双重断言，则可以打破「要使得 A 能够被断言为 B，只需要 A 兼容 B 或 B 兼容 A 即可」的限制，将任何一个类型断言为任何另一个类型。

若你使用了这种双重断言，那么十有八九是非常错误的，它很可能会导致运行时错误。

除非迫不得已，千万别用双重断言。

类型断言 vs 类型转换

类型断言只会影响 TypeScript 编译时的类型，类型断言语句在编译结果中会被删除：

function toBoolean(something: any): boolean {
    return something as boolean;
}

toBoolean(1);
// 返回值为 1

在上面的例子中，将 something 断言为 boolean 虽然可以通过编译，但是并没有什么用，代码在编译后会变成：

function toBoolean(something) {
    return something;
}

toBoolean(1);
// 返回值为 1

所以类型断言不是类型转换，它不会真的影响到变量的类型。

若要进行类型转换，需要直接调用类型转换的方法：

function toBoolean(something: any): boolean {
    return Boolean(something);
}

toBoolean(1);
// 返回值为 true

类型断言 vs 类型声明

function getCacheData(key: string): any {
    return (window as any).cache[key];
}

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const tom = getCacheData('tom') as Cat;
tom.run();

在上面的例子中，我们使用 as Cat 将 any 类型断言为了 Cat 类型。

但实际上还有其他方式可以解决这个问题：

function getCacheData(key: string): any {
    return (window as any).cache[key];
}

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const tom: Cat = getCacheData('tom');
tom.run();

上面的例子中，我们通过类型声明的方式，将 tom 声明为 Cat，然后再将 any 类型的 getCacheData('tom') 赋值给 Cat 类型的 tom。

这和类型断言是非常相似的，而且产生的结果也几乎是一样的——tom 在接下来的代码中都变成了 Cat 类型。

它们的区别，可以通过这个例子来理解：

interface Animal {
    name: string;
}
interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const animal: Animal = {
    name: 'tom'
};
let tom = animal as Cat;

在上面的例子中，由于 Animal 兼容 Cat，故可以将 animal 断言为 Cat 赋值给 tom。

但是若直接声明 tom 为 Cat 类型，则会报错，因为不允许将 animal 赋值为 Cat 类型的 tom：

interface Animal {
    name: string;
}
interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const animal: Animal = {
    name: 'tom'
};
let tom: Cat = animal;

// index.ts:12:5 - error TS2741: Property 'run' is missing in type 'Animal' but required in type 'Cat'.

这很容易理解，Animal 可以看作是 Cat 的父类，当然不能将父类的实例赋值给类型为子类的变量。

深入的讲，它们的核心区别就在于：

  • animal 断言为 Cat，只需要满足 Animal 兼容 Cat 或 Cat 兼容 Animal 即可
  • animal 赋值给 tom，需要满足 Cat 兼容 Animal 才行

但是 Cat 并不兼容 Animal。

而在前一个例子中，由于 getCacheData('tom') 是 any 类型，any 兼容 Cat，Cat 也兼容 any，故

const tom = getCacheData('tom') as Cat;

等价于

const tom: Cat = getCacheData('tom');

知道了它们的核心区别，就知道了类型声明是比类型断言更加严格的。

所以为了增加代码的质量，我们最好优先使用类型声明，这也比类型断言的 as 语法更加优雅。

类型断言 vs 泛型

function getCacheData(key: string): any {
    return (window as any).cache[key];
}

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const tom = getCacheData('tom') as Cat;
tom.run();

我们还有第三种方式可以解决这个问题，那就是泛型：

function getCacheData<T>(key: string): T {
    return (window as any).cache[key];
}

interface Cat {
    name: string;
    run(): void;
}

const tom = getCacheData<Cat>('tom');
tom.run();

通过给 getCacheData 函数添加了一个泛型 <T>，我们可以更加规范的实现对 getCacheData 返回值的约束，这也同时去除掉了代码中的 any，是最优的一个解决方案。

声明文件

先跳过

内置对象

JavaScript中，内置对象是指根据标准在全局作用域（Global）上存在的对象。这里的标准是指 ECMAScript 和其他环境（比如 DOM）的标准。

ECMAScript的内置对象

ECMAScript 标准提供的内置对象有：

Boolean、Error、Date、RegExp 等。

我们可以在 TypeScript 中将变量定义为这些类型：

let b: Boolean = new Boolean(1);
let e: Error = new Error('Error occurred');
let d: Date = new Date();
let r: RegExp = /[a-z]/;

更多的内置对象，可以查看 MDN 的文档。

而他们的定义文件，则在 TypeScript 核心库的定义文件中。

DOM 和 BOM的内置对象

DOM 和 BOM 提供的内置对象有：

Document、HTMLElement、Event、NodeList 等。

TypeScript 中会经常用到这些类型：

let body: HTMLElement = document.body;
let allDiv: NodeList = document.querySelectorAll('div');
document.addEventListener('click', function(e: MouseEvent) {
  // Do something
});

它们的定义文件同样在 TypeScript 核心库的定义文件中。

TypeScript 核心库的定义文件

TypeScript 核心库的定义文件中定义了所有浏览器环境需要用到的类型，并且是预置在 TypeScript 中的。

用 TypeScript 写 Node.js

Node.js 不是内置对象的一部分，如果想用 TypeScript 写 Node.js，则需要引入第三方声明文件：

npm install @types/node --save-dev

进阶

类型别名

类型别名用来给一个类型起个新名字。

type Name = string;
type NameResolver = () => string;
type NameOrResolver = Name | NameResolver;
function getName(n: NameOrResolver): Name {
    if (typeof n === 'string') {
        return n;
    } else {
        return n();
    }
}

上例中，我们使用 type 创建类型别名。

类型别名常用于联合类型。

字符串字面类型

字符串字面类型用来约束取值只有某几个字符串中的一个。

type EventNames = 'click' | 'scroll' | 'mousemove';
function handleEvent(ele: Element, event: EventNames) {
    // do something
}

handleEvent(document.getElementById('hello'), 'scroll');  // 没问题
handleEvent(document.getElementById('world'), 'dblclick'); // 报错，event 不能为 'dblclick'

// index.ts(7,47): error TS2345: Argument of type '"dblclick"' is not assignable to parameter of type 'EventNames'.

上例中，我们使用 type 定了一个字符串字面量类型 EventNames，它只能取三种字符串中的一种。

注意，类型别名与字符串字面量类型都是使用 type 进行定义。

元组

数组合并了相同类型的对象，而元组（Tuple）合并了不同类型的对象。

元组起源于函数编程语言（如 F#），这些语言中会频繁使用元组。

定义一对值分别为 string 和 number 的元组：

let tom: [string, number] = ['Tom', 25];

当赋值或访问一个已知索引的元素时，会得到正确的类型：

let tom: [string, number];
tom[0] = 'Tom';
tom[1] = 25;

tom[0].slice(1);
tom[1].toFixed(2);

也可以只赋值其中一项：

let tom: [string, number];
tom[0] = 'Tom';

但是当直接对元组类型的变量进行初始化或者赋值的时候，需要提供所有元组类型中指定的项。

let tom: [string, number];
tom = ['Tom', 25];

let tom: [string, number];
tom = ['Tom'];

// Property '1' is missing in type '[string]' but required in type '[string, number]'.

越界的元素

当添加越界的元素时，它的类型会被限制为元组中每个类型的联合类型：

let tom: [string, number];
tom = ['Tom', 25];
tom.push('male');
tom.push(true);

// Argument of type 'true' is not assignable to parameter of type 'string | number'.

枚举

枚举（Enum）类型用于取值被限定在一定范围内的场景，比如一周只能有七天，颜色限定为红绿蓝等。

枚举使用 enum 关键字来定义：

enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

枚举成员会被赋值为从 0 开始递增的数字，同时也会对枚举值到枚举名进行反向映射：

enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 0); // true
console.log(Days["Mon"] === 1); // true
console.log(Days["Tue"] === 2); // true
console.log(Days["Sat"] === 6); // true

console.log(Days[0] === "Sun"); // true
console.log(Days[1] === "Mon"); // true
console.log(Days[2] === "Tue"); // true
console.log(Days[6] === "Sat"); // true

事实上，上面的例子会被编译为：

var Days;
(function (Days) {
    Days[Days["Sun"] = 0] = "Sun";
    Days[Days["Mon"] = 1] = "Mon";
    Days[Days["Tue"] = 2] = "Tue";
    Days[Days["Wed"] = 3] = "Wed";
    Days[Days["Thu"] = 4] = "Thu";
    Days[Days["Fri"] = 5] = "Fri";
    Days[Days["Sat"] = 6] = "Sat";
})(Days || (Days = {}));

手动赋值

我们也可以给枚举项手动赋值：

enum Days {Sun = 7, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 7); // true
console.log(Days["Mon"] === 1); // true
console.log(Days["Tue"] === 2); // true
console.log(Days["Sat"] === 6); // true

上面的例子中，未手动赋值的枚举项会接着上一个枚举项递增。

如果未手动赋值的枚举项与手动赋值的重复了，TypeScript 是不会察觉到这一点的：

enum Days {Sun = 3, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 3); // true
console.log(Days["Wed"] === 3); // true
console.log(Days[3] === "Sun"); // false
console.log(Days[3] === "Wed"); // true

上面的例子中，递增到 3 的时候与前面的 Sun 的取值重复了，但是 TypeScript 并没有报错，导致 Days[3] 的值先是 "Sun"，而后又被 "Wed" 覆盖了。编译的结果是：

var Days;
(function (Days) {
    Days[Days["Sun"] = 3] = "Sun";
    Days[Days["Mon"] = 1] = "Mon";
    Days[Days["Tue"] = 2] = "Tue";
    Days[Days["Wed"] = 3] = "Wed";
    Days[Days["Thu"] = 4] = "Thu";
    Days[Days["Fri"] = 5] = "Fri";
    Days[Days["Sat"] = 6] = "Sat";
})(Days || (Days = {}));

所以使用的时候需要注意，最好不要出现这种覆盖的情况。

当然，手动赋值的枚举项也可以为小数或负数，此时后续未手动赋值的项的递增步长仍为 1：

enum Days {Sun = 7, Mon = 1.5, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 7); // true
console.log(Days["Mon"] === 1.5); // true
console.log(Days["Tue"] === 2.5); // true
console.log(Days["Sat"] === 6.5); // true

手动赋值的枚举项还可以不是数字，此时需要使用类型断言来让 tsc 无视类型检查 (编译出的 js 仍然是可用的)：

enum Days {Sun = 7, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat = <any>"S"};
var Days;
(function (Days) {
    Days[Days["Sun"] = 7] = "Sun";
    Days[Days["Mon"] = 8] = "Mon";
    Days[Days["Tue"] = 9] = "Tue";
    Days[Days["Wed"] = 10] = "Wed";
    Days[Days["Thu"] = 11] = "Thu";
    Days[Days["Fri"] = 12] = "Fri";
    Days[Days["Sat"] = "S"] = "Sat";
})(Days || (Days = {}));

常数项和计算所得项

枚举项有两种类型：

  • 常数项（constant member）：如我们前面所举的例子
  • 计算所得项（computed member）

下面为一个典型的计算所得项的例子：

emum Color {Red, Green, Blue = 'blue'.length};

"blue".length 就是一个计算所得项。

如果紧接在计算所得项后面的是未手动赋值的项，那么它就会因为无法获得初始值而报错：

enum Color {Red = "red".length, Green, Blue};

// index.ts(1,33): error TS1061: Enum member must have initializer.
// index.ts(1,40): error TS1061: Enum member must have initializer.

下面是常数项和计算所得项的完整定义，部分引用自中文手册 - 枚举：

当满足以下条件时，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。

常数枚举

常数枚举是使用const enum定义的枚举类型：

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

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

常数枚举与普通枚举的区别是，它会在编译阶段被删除，并且不能包含计算成员。

上例的编译结果是：

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

假如包含了计算成员，则会在编译阶段报错：

const enum Color {Red, Green, Blue = "blue".length};

// index.ts(1,38): error TS2474: In 'const' enum declarations member initializer must be constant expression.

外部枚举

外部枚举（Ambient Enums）是使用 declare enum 定义的枚举类型：

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

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

之前提到过，declare 定义的类型只会用于编译时的检查，编译结果中会被删除。

上例的编译结果是：

var directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];

外部枚举与声明语句一样，常出现在声明文件中。

同时使用 declare 和 const 也是可以的：

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

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

编译结果：

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

TypeScript 的枚举类型的概念来源于 C#。

类

传统方法中，JavaScript 通过构造函数实现类的概念，通过原型链实现继承。而在 ES6 中，我们终于迎来了 class。

TypeScript 除了实现了所有 ES6 中的类的功能以外，还添加了一些新的用法。

这一节主要介绍类的用法，下一节再介绍如何定义类的类型。

类的概念

虽然 JavaScript 中有类的概念，但是可能大多数 JavaScript 程序员并不是非常熟悉类，这里对类相关的概念做一个简单的介绍。

  • 类（Class）：定义了一件事物的抽象特点，包含它的属性和方法
  • 对象（Object）：类的实例，通过 new 生成
  • 面向对象（OOP）的三大特性：封装、继承、多态
    • 封装（Encapsulation）：将对数据的操作细节隐藏起来，只暴露对外的接口。外界调用端不需要（也不可能）知道细节，就能通过对外提供的接口来访问该对象，同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据
    • 继承（Inheritance）：子类继承父类，子类除了拥有父类的所有特性外，还有一些更具体的特性
    • 多态（Polymorphism）：由继承而产生了相关的不同的类，对同一个方法可以有不同的响应。比如 Cat 和 Dog 都继承自 Animal，但是分别实现了自己的 eat 方法。此时针对某一个实例，我们无需了解它是 Cat 还是 Dog，就可以直接调用 eat 方法，程序会自动判断出来应该如何执行 eat
  • 存取器（Getter & Setter）：用以改变属性的读取和赋值行为
  • 修饰符（Modifiers）：修饰符是一些关键字，用于限定成员或类型的性质。比如 public 表示公有属性或方法
  • 抽象类（Abstract Class）：抽象类是供其他类继承的基类，抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现
  • 接口（Interfaces）：不同类之间公有的属性或方法，可以抽象成一个接口。接口可以被类实现（Implements）。一个类只能继承自另一个类，但是可以实现多个接口

ES6 中类的用法

更详细的介绍可以参考 ECMAScript 6 入门 - Class。

属性和方法

使用class定义类，使用constructor定义构造函数。

通过new生成新实例的时候，会自动调用构造函数。

class Animal {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    sayHi() {
        return `My name is ${this.name}`;
    }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

类的继承

使用 extends 关键字实现继承，子类中使用 super 关键字来调用父类的构造函数和方法。

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name); // 调用父类的 constructor(name)
    console.log(this.name);
  }
  sayHi() {
    return 'Meow, ' + super.sayHi(); // 调用父类的 sayHi()
  }
}

let c = new Cat('Tom'); // Tom
console.log(c.sayHi()); // Meow, My name is Tom

存取器

使用 getter 和 setter 可以改变属性的赋值和读取行为：

class Animal {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  get name() {
    return 'Jack';
  }
  set name(value) {
    console.log('setter: ' + value);
  }
}

let a = new Animal('Kitty'); // setter: Kitty
a.name = 'Tom'; // setter: Tom
console.log(a.name); // Jack

静态方法

使用 static 修饰符修饰的方法称为静态方法，它们不需要实例化，而是直接通过类来调用：

class Animal {
  static isAnimal(a) {
    return a instanceof Animal;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
Animal.isAnimal(a); // true
a.isAnimal(a); // TypeError: a.isAnimal is not a function

ES7 中类的方法

实例属性

ES6 中实例的属性只能通过构造函数中的 this.xxx 来定义，ES7 提案中可以直接在类里面定义：

class Animal {
  name = 'Jack';

  constructor() {
    // ...
  }
}

let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack

静态属性

ES7 提案中，可以使用 static 定义一个静态属性：

class Animal {
  static num = 42;

  constructor() {
    // ...
  }
}

console.log(Animal.num); // 42

TypeScript 中类的用法

public、private 和 protected

TypeScript 可以使用三种访问修饰符（Access Modifiers），分别是 public、private 和 protected。

  • public 修饰的属性或方法是公有的，可以在任何地方被访问到，默认所有的属性和方法都是 public 的
  • private 修饰的属性或方法是私有的，不能在声明它的类的外部访问
  • protected 修饰的属性或方法是受保护的，它和 private 类似，区别是它在子类中也是允许被访问的

下面举一些例子：

class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
console.log(a.name); // Tom

上面的例子中，name 被设置为了 public，所以直接访问实例的 name 属性是允许的。

很多时候，我们希望有的属性是无法直接存取的，这时候就可以用 private 了：

class Animal {
  private name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';

// index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
// index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.

需要注意的是，TypeScript 编译之后的代码中，并没有限制 private 属性在外部的可访问性。

上面的例子编译后的代码是：

var Animal = (function () {
  function Animal(name) {
    this.name = name;
  }
  return Animal;
})();
var a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';

使用 private 修饰的属性或方法，在子类中也是不允许访问的：

class Animal {
  private name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
    console.log(this.name);
  }
}

// index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.

而如果是用 protected 修饰，则允许在子类中访问：

class Animal {
  protected name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
    console.log(this.name);
  }
}

当构造函数修饰为 private 时，该类不允许被继承或者实例化：

class Animal {
  public name;
  private constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(7,19): TS2675: Cannot extend a class 'Animal'. Class constructor is marked as private.
// index.ts(13,9): TS2673: Constructor of class 'Animal' is private and only accessible within the class declaration.

当构造函数修饰为 protected 时，该类只允许被继承：

class Animal {
  public name;
  protected constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(13,9): TS2674: Constructor of class 'Animal' is protected and only accessible within the class declaration.

参数属性

修饰符和readonly还可以使用在构造函数参数中，等同于类中定义该属性同时给该属性赋值，使代码更简洁。

class Animal {
  // public name: string;
  public constructor(public name) {
    // this.name = name;
  }
}

readonly

只读属性关键字，只允许出现在属性声明或索引签名或构造函数中。

class Animal {
  readonly name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';

// index.ts(10,3): TS2540: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.

注意如果 readonly 和其他访问修饰符同时存在的话，需要写在其后面。

class Animal {
  // public readonly name;
  public constructor(public readonly name) {
    // this.name = name;
  }
}

抽象类 abstract

abstract 用于定义抽象类和其中的抽象方法。

什么是抽象类？

首先，抽象类是不允许被实例化的：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.

上面的例子中，我们定义了一个抽象类 Animal，并且定义了一个抽象方法 sayHi。在实例化抽象类的时候报错了。

其次，抽象类中的抽象方法必须被子类实现：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public eat() {
    console.log(`${this.name} is eating.`);
  }
}

let cat = new Cat('Tom');

// index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.

上面的例子中，我们定义了一个类 Cat 继承了抽象类 Animal，但是没有实现抽象方法 sayHi，所以编译报错了。

下面是一个正确使用抽象类的例子：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public sayHi() {
    console.log(`Meow, My name is ${this.name}`);
  }
}

let cat = new Cat('Tom');

上面的例子中，我们实现了抽象方法 sayHi，编译通过了。

需要注意的是，即使是抽象方法，TypeScript 的编译结果中，仍然会存在这个类，上面的代码的编译结果是：

var __extends =
  (this && this.__extends) ||
  function (d, b) {
    for (var p in b) if (b.hasOwnProperty(p)) d[p] = b[p];
    function __() {
      this.constructor = d;
    }
    d.prototype = b === null ? Object.create(b) : ((__.prototype = b.prototype), new __());
  };
var Animal = (function () {
  function Animal(name) {
    this.name = name;
  }
  return Animal;
})();
var Cat = (function (_super) {
  __extends(Cat, _super);
  function Cat() {
    _super.apply(this, arguments);
  }
  Cat.prototype.sayHi = function () {
    console.log('Meow, My name is ' + this.name);
  };
  return Cat;
})(Animal);
var cat = new Cat('Tom');

类的类型

给类加上 TypeScript 的类型很简单，与接口类似：

class Animal {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHi(): string {
    return `My name is ${this.name}`;
  }
}

let a: Animal = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

类与接口

之前学习过，接口（Interfaces）可以用于对「对象的形状（Shape）」进行描述。

这一章主要介绍接口的另一个用途，对类的一部分行为进行抽象。

类实现接口

实现（implements）是面向对象中的一个重要概念。一般来讲，一个类只能继承自另一个类，有时候不同类之间可以有一些共有的特性，这时候就可以把特性提取成接口（interfaces），用 implements 关键字来实现。这个特性大大提高了面向对象的灵活性。

举例来说，门是一个类，防盗门是门的子类。如果防盗门有一个报警器的功能，我们可以简单的给防盗门添加一个报警方法。这时候如果有另一个类，车，也有报警器的功能，就可以考虑把报警器提取出来，作为一个接口，防盗门和车都去实现它：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

class Door {
}

class SecurityDoor extends Door implements Alarm {
    alert() {
        console.log('SecurityDoor alert');
    }
}

class Car implements Alarm {
    alert() {
        console.log('Car alert');
    }
}

一个类可以实现多个接口：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

interface Light {
    lightOn(): void;
    lightOff(): void;
}

class Car implements Alarm, Light {
    alert() {
        console.log('Car alert');
    }
    lightOn() {
        console.log('Car light on');
    }
    lightOff() {
        console.log('Car light off');
    }
}

上例中，Car 实现了 Alarm 和 Light 接口，既能报警，也能开关车灯。

接口继承接口

接口与接口之间可以是继承关系：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

interface LightableAlarm extends Alarm {
    lightOn(): void;
    lightOff(): void;
}

这很好理解，LightableAlarm 继承了 Alarm，除了拥有 alert 方法之外，还拥有两个新方法 lightOn 和 lightOff。

接口继承类

常见的面向对象语言中，接口是不能继承类的，但是在 TypeScript 中却是可以的：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface Point3d extends Point {
    z: number;
}

let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};

为什么 TypeScript 会支持接口继承类呢？

实际上，当我们在声明 class Point 时，除了会创建一个名为 Point 的类之外，同时也创建了一个名为 Point 的类型（实例的类型）。

所以我们既可以将 Point 当做一个类来用（使用 new Point 创建它的实例）：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

const p = new Point(1, 2);

也可以将 Point 当做一个类型来用（使用 : Point 表示参数的类型）：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

function printPoint(p: Point) {
    console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

这个例子实际上可以等价于：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
}

function printPoint(p: PointInstanceType) {
    console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

上例中我们新声明的 PointInstanceType 类型，与声明 class Point 时创建的 Point 类型是等价的。

所以回到 Point3d 的例子中，我们就能很容易的理解为什么 TypeScript 会支持接口继承类了：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
}

// 等价于 interface Point3d extends PointInstanceType
interface Point3d extends Point {
    z: number;
}

let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};

当我们声明 interface Point3d extends Point 时，Point3d 继承的实际上是类 Point 的实例的类型。

换句话说，可以理解为定义了一个接口 Point3d 继承另一个接口 PointInstanceType。

所以「接口继承类」和「接口继承接口」没有什么本质的区别。

值得注意的是，PointInstanceType 相比于 Point，缺少了 constructor 方法，这是因为声明 Point 类时创建的 Point 类型是不包含构造函数的。另外，除了构造函数是不包含的，静态属性或静态方法也是不包含的（实例的类型当然不应该包括构造函数、静态属性或静态方法）。

换句话说，声明 Point 类时创建的 Point 类型只包含其中的实例属性和实例方法：

class Point {
    /** 静态属性，坐标系原点 */
    static origin = new Point(0, 0);
    /** 静态方法，计算与原点距离 */
    static distanceToOrigin(p: Point) {
        return Math.sqrt(p.x * p.x + p.y * p.y);
    }
    /** 实例属性，x 轴的值 */
    x: number;
    /** 实例属性，y 轴的值 */
    y: number;
    /** 构造函数 */
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    /** 实例方法，打印此点 */
    printPoint() {
        console.log(this.x, this.y);
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
    printPoint(): void;
}

let p1: Point;
let p2: PointInstanceType;

上例中最后的类型 Point 和类型 PointInstanceType 是等价的。

同样的，在接口继承类的时候，也只会继承它的实例属性和实例方法。

泛型

泛型（Generics）是指在定义函数、接口或类的时候，不预先指定具体的类型，而在使用的时候再指定类型的一种特性。

function createArray(length: number, value: any): Array<any> {
    let result = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

上例中，我们实现了一个函数 createArray，它可以创建一个指定长度的数组，同时将每一项都填充一个默认值。我们使用了之前提到过的数组泛型来定义返回值的类型。

这段代码编译不会报错，但是一个显而易见的缺陷是，它并没有准确的定义返回值的类型：

Array<any> 允许数组的每一项都为任意类型。但是我们预期的是，数组中每一项都应该是输入的 value 的类型。

这时候，泛型就派上用场了：

function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray<string>(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

上例中，我们在函数名后添加了 <T>，其中 T 用来指代任意输入的类型，在后面的输入 value: T 和输出 Array<T> 中即可使用了。

接着在调用的时候，可以指定它具体的类型为 string。当然，也可以不手动指定，而让类型推论自动推算出来：

function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

多个类型参数

定义泛型的时候，可以一次定义多个类型参数：

function swap<T, U>(tuple: [T, U]): [U, T] {
    return [tuple[1], tuple[0]];
}

swap([7, 'seven']); // ['seven', 7]

上例中，我们定义了一个 swap 函数，用来交换输入的元组。

泛型约束

在函数内部使用泛型变量的时候，由于事先不知道它是哪种类型，所以不能随意的操作它的属性或方法：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);
    return arg;
}

// index.ts(2,19): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'T'.

上例中，泛型 T 不一定包含属性 length，所以编译的时候报错了。

这时，我们可以对泛型进行约束，只允许这个函数传入那些包含 length 属性的变量。这就是泛型约束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);
    return arg;
}

上例中，我们使用了 extends 约束了泛型 T 必须符合接口 Lengthwise 的形状，也就是必须包含 length 属性。

此时如果调用 loggingIdentity 的时候，传入的 arg 不包含 length，那么在编译阶段就会报错了：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);
    return arg;
}

loggingIdentity(7);

// index.ts(10,17): error TS2345: Argument of type '7' is not assignable to parameter of type 'Lengthwise'.

多个类型参数之间也可以互相约束：

function copyFields<T extends U, U>(target: T, source: U): T {
    for (let id in source) {
        target[id] = (<T>source)[id];
    }
    return target;
}

let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };

copyFields(x, { b: 10, d: 20 });

上例中，我们使用了两个类型参数，其中要求 T 继承 U，这样就保证了 U 上不会出现 T 中不存在的字段。

泛型接口

之前学习过，可以使用接口的方式来定义一个函数需要符合的形状：

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

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

当然也可以使用含有泛型的接口来定义函数的形状：

interface CreateArrayFunc {
    <T>(length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

进一步，我们可以把泛型参数提前到接口名上：

interface CreateArrayFunc<T> {
    (length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc<any>;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

注意，此时在使用泛型接口的时候，需要定义泛型的类型。

泛型类

与泛型接口类似，泛型也可以用于类的类型定义中：

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; };

泛型参数的默认类型

在 TypeScript 2.3 以后，我们可以为泛型中的类型参数指定默认类型。当使用泛型时没有在代码中直接指定类型参数，从实际值参数中也无法推测出时，这个默认类型就会起作用。

function createArray<T = string>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

声明合并

如果定义了两个相同名字的函数、接口或类，那么它们会合并成一个类型。

函数的合并

之前学习过，我们可以使用重载定义多个函数类型：

function reverse(x: number): number;
function reverse(x: string): string;
function reverse(x: number | string): number | string {
    if (typeof x === 'number') {
        return Number(x.toString().split('').reverse().join(''));
    } else if (typeof x === 'string') {
        return x.split('').reverse().join('');
    }
}

接口的合并

接口中的属性在合并时会简单的合并到一个接口中：

interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    weight: number;
}

相当于：

interface Alarm {
    price: number;
    weight: number;
}

注意，合并的属性的类型必须是唯一的：

interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    price: number;  // 虽然重复了，但是类型都是 `number`，所以不会报错
    weight: number;
}
interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    price: string;  // 类型不一致，会报错
    weight: number;
}

// index.ts(5,3): error TS2403: Subsequent variable declarations must have the same type.  Variable 'price' must be of type 'number', but here has type 'string'.

接口中方法的合并，与函数的合并一样：

interface Alarm {
    price: number;
    alert(s: string): string;
}
interface Alarm {
    weight: number;
    alert(s: string, n: number): string;
}

相当于：

interface Alarm {
    price: number;
    weight: number;
    alert(s: string): string;
    alert(s: string, n: number): string;
}

类的合并

类的合并与接口的合并规则一致。

扩展阅读

此处记录了官方手册（中文版）中包含，但是本书未涉及的概念。

我（教程作者）认为它们是一些不重要或者不属于 TypeScript 的概念，所以这里只给出一个简单的释义，详细内容可以点击链接深入理解。

参考资料

TypeScript 入门教程