探索 TypeScript 技术世界：全面学习指南

引言

TypeScript，作为JavaScript的超集，以其强大的静态类型系统、面向对象特性和卓越的工程化能力，在现代前端开发领域占据了重要地位。它不仅提升了大型项目的可维护性和代码质量，也为开发者提供了更丰富的工具支持和更好的开发体验。本文旨在为广大读者提供一份全面的TypeScript技术学习路线图，涵盖基础概念、工程实践、生态系统集成以及进阶主题，帮助您从入门到精通，全方位掌握这一备受推崇的编程语言。

一、静态类型系统

1. 基础类型与类型注解

// 基础类型示例 let isDone: boolean = true; let myNumber: number = 42; let myString: string = 'Hello, TypeScript'; let myNull: null = null; let myUndefined: undefined = undefined; // 字面量类型示例 let myTrue: true = true; let myFourtyTwo: 42 = 42; let myGreeting: 'Hello, TypeScript' = 'Hello, TypeScript'; // any 类型，允许赋值任何类型 let anything: any = 'Anything goes!'; anything = 42; anything = false; // unknown 类型，表示未知类型，需要显式类型断言或检查才能使用 let mysteryValue: unknown = 'This could be anything'; mysteryValue = 42; // 合法，但后续使用需谨慎 // void 类型，表示没有任何返回值的函数 function log(message: string): void { console.log(message); } // never 类型，表示永远不会返回或抛出异常的函数 function throwError(message: string): never { throw new Error(message); } 

2. 复合类型与类型推断

// 数组类型 let numbers: number[] = [1, 2, 3]; let strings: Array<string> = ['a', 'b', 'c']; // 元组类型，固定长度和类型的数组 let coordinates: [number, number] = [40.7128, -74.0060]; // 枚举类型 enum Color {Red, Green, Blue} let myColor: Color = Color.Green; // 对象类型：接口与类型别名 // 接口定义 interface Person { name: string; age: number; sayHello(): void; } // 类型别名定义 type Address = { street: string; city: string; zipCode: number; }; // 实例化对象 let person: Person = { name: 'Alice', age: 30, sayHello() { console.log(`Hello, I'm ${this.name}`); } }; let address: Address = { street: '123 Main St.', city: 'New York', zipCode: 10001 }; 

3. 类型检查与类型兼容性

// 类型检查示例 let myNum: number = 'This will fail'; // 错误：类型“string”不能赋给类型“number” // 类型兼容性示例 interface Square { width: number; height: number; } interface Rectangle { width: number; height: number; } let square: Square = { width: 10, height: 10 }; let rectangle: Rectangle = square; // 正确：Square 和 Rectangle 结构相同 // 函数类型兼容性示例 function add(a: number, b: number): number { return a + b; } let anotherAdd: (x: number, y: number) => number = add; // 正确：函数类型兼容 // 协变与逆变示例 interface Animal {} class Dog implements Animal {} function processAnimal(animal: Animal): Animal { return animal; } let dog: Dog = new Dog(); let processedDog: Dog = processAnimal(dog); // 错误：返回类型 Animal 不兼容 Dog // 逆变：参数类型 function feed(animal: Animal) {} feed(dog); // 正确：Dog 是 Animal 的子类型，可以在需要 Animal 参数的地方使用 // 协变：返回类型 function createAnimal(): Animal { return new Dog(); } let createdDog: Dog = createAnimal(); // 错误：返回的 Animal 类型不兼容 Dog 

二、类（Classes）

TypeScript 中的 class 是实现面向对象编程（OOP）的重要组成部分，它提供了封装、继承、多态等特性。接下来通过代码示例和详细讲解来阐述 TypeScript 中 class 的使用：

1. 基础类定义与成员

class Person { // 属性（字段） name: string; age: number; // 构造函数 constructor(name: string, age: number) { this.name = name; this.age = age; } // 方法 introduceYourself() { console.log(`Hi, I am ${this.name} and I am ${this.age} years old.`); } } // 实例化类 const alice = new Person('Alice', 25); alice.introduceYourself(); // 输出：Hi, I am Alice and I am 25 years old. 

详解：

• class Person 定义了一个名为 Person 的类，代表一个具有姓名和年龄的人。
• 类的属性（字段）直接在类体中声明，这里定义了 name（字符串类型）和 age（数字类型）。
• constructor 是类的特殊方法，用于创建新对象时初始化对象的属性。在这个例子中，构造函数接收 name 和 age 参数，并通过 this 关键字将它们赋值给对应的类属性。
• introduceYourself 是类的一个普通方法，用于输出人物的自我介绍。方法内部通过 console.log 打印信息，并使用 this 访问实例的 name 和 age 属性。
• 通过 new Person('Alice', 25) 创建 Person 类的一个实例 alice，然后调用其 introduceYourself 方法。

2. 访问修饰符（Access Modifiers）

class Person { private _name: string; protected _age: number; public occupation: string; constructor(name: string, age: number, occupation: string) { this._name = name; this._age = age; this.occupation = occupation; } get name() { return this._name; } set name(value: string) { if (value.trim().length > 0) { this._name = value; } else { console.warn('Name cannot be empty.'); } } introduceYourself() { console.log(`Hi, I am ${this._name} (${this.occupation}), and I am ${this._age} years old.`); } } class Employee extends Person { promote(employee: Employee) { employee._age++; // 可以访问受保护的 _age 属性 } } const alice = new Person('Alice', 25, 'Software Engineer'); alice.introduceYourself(); // 下面的代码会引发编译错误，因为试图访问私有属性或方法 // console.log(alice._name); // alice._name = 'Bob'; 

详解：

• 在类中添加了访问修饰符：private、protected 和 public。private 表示仅在类内部可见；protected 表示在类本身及其子类中可见；public 是默认修饰符，表示在任何地方都可见。
• 将 name 和 age 修改为私有属性 _name 和 _age，并在外部提供公有的 getter 和 setter 方法以控制对这些属性的访问。这样可以隐藏内部细节，确保数据一致性。
• 子类 Employee 继承自 Person，并定义了一个 promote 方法。由于 _age 是受保护的，子类可以直接访问它。
• 外部尝试直接访问私有属性或方法会导致编译错误，体现了访问修饰符的限制作用。

3. 继承与多态

abstract class Animal { abstract makeSound(): void; move(distanceInMeters: number = 0) { console.log(`Moved ${distanceInMeters}m.`); } } class Dog extends Animal { makeSound() { console.log('Woof!'); } bark() { console.log('Barking...'); } } class Cat extends Animal { makeSound() { console.log('Meow!'); } purr() { console.log('Purring...'); } } const doggy = new Dog(); doggy.makeSound(); // 输出：Woof! doggy.move(10); // 输出：Moved 10m. doggy.bark(); // 输出：Barking... const kitty = new Cat(); kitty.makeSound(); // 输出：Meow! kitty.move(); // 输出：Moved 0m. (默认距离) kitty.purr(); // 输出：Purring... 

详解：

• abstract class Animal 定义了一个抽象类，包含一个抽象方法 makeSound 和一个普通方法 move。抽象方法只有声明没有实现，要求子类必须提供具体实现。
• Dog 和 Cat 分别继承自 Animal，实现了父类的 makeSound 方法，并各自添加了特有的方法 bark 和 purr。
• 实例化 Dog 和 Cat 类，并分别调用它们的方法。虽然 Dog 和 Cat 类型不同，但都属于 Animal 类型，因此都可以调用 move 方法，这就是多态的表现。同时，每个类都能调用自己的特有方法。

三、接口（Interfaces）

TypeScript 中的 interface 是一种用于描述对象结构的方式，它定义了一组强制实现的属性、方法签名以及其他成员。接口为代码提供了更强的类型约束，确保对象符合预期的形状。接下来通过代码示例和详细讲解来阐述 TypeScript 中 interface 的使用：

1. 基本接口定义与实现

// 定义接口 interface Person { name: string; age: number; introduceYourself(): void; } // 实现接口 class RealPerson implements Person { name: string; age: number; constructor(name: string, age: number) { this.name = name; this.age = age; } introduceYourself() { console.log(`Hi, I am ${this.name} and I am ${this.age} years old.`); } } const alice = new RealPerson('Alice', 25); alice.introduceYourself(); // 输出：Hi, I am Alice and I am 25 years old. 

详解：

• interface Person 定义了一个名为 Person 的接口，它包含三个成员：一个字符串类型的 name 属性、一个数字类型的 age 属性，以及一个无返回值的 introduceYourself 方法。
• class RealPerson implements Person 表明 RealPerson 类实现了 Person 接口。这意味着 RealPerson 必须提供与 Person 接口中定义的所有成员相匹配的实现。
• RealPerson 类实现了 Person 接口所需的所有属性和方法。构造函数用于初始化属性，introduceYourself 方法实现了接口中声明的行为。
• 实例化 RealPerson 类，并调用其方法，验证其实现了 Person 接口。

2. 可选属性与只读属性

interface PersonDetails { firstName: string; lastName?: string; // 可选属性，可以省略 readonly birthYear: number; // 只读属性，只能在构造时或声明时赋值 } const person1: PersonDetails = { firstName: 'Alice', birthYear: 1995, }; const person2: PersonDetails = { firstName: 'Bob', lastName: 'Smith', birthYear: 1988, }; person1.firstName = 'Alicia'; // 正常修改可写属性 person2.lastName = 'Johnson'; // 正常修改可写属性 person1.birthYear = 1996; // 错误：birthYear 是只读属性 person2.birthYear = 1989; // 错误：birthYear 是只读属性 

详解：

• PersonDetails 接口中，lastName 标记为 ? 表示它是可选属性，对象在实现该接口时可以选择是否包含这个属性。
• birthYear 前面加上 readonly 关键字，表明它是只读属性。一旦赋值后，就不能再修改其值。
• 实例化两个 PersonDetails 对象，其中一个未提供 lastName，验证了可选属性的灵活性。
• 尝试修改 birthYear 属性值，编译器会报错，说明只读属性受到了有效保护。

3. 函数类型接口与回调函数

interface SearchFunction { (query: string, callback: (results: string[]) => void): void; } function performSearch(searchFn: SearchFunction, query: string) { searchFn(query, (results) => { console.log(`Found results for "${query}":`); results.forEach((result) => console.log(result)); }); } performSearch( function (query, cb) { const fakeResults = ['Result 1', 'Result 2']; setTimeout(() => cb(fakeResults), 1000); }, 'typescript' ); 

详解：

• SearchFunction 接口定义了一个函数类型，它接受一个字符串类型的 query 参数和一个回调函数作为第二个参数。回调函数的类型是 (results: string[]) => void，表示它接受一个字符串数组并返回 void。
• performSearch 函数接受一个 SearchFunction 类型的参数 searchFn 和一个查询字符串 query。在函数体内，调用 searchFn 并传入查询字符串和一个处理结果的回调函数。
• 调用 performSearch 函数，传递一个匿名函数作为 searchFn 参数。这个匿名函数符合 SearchFunction 接口定义，接收查询字符串和回调函数，并在模拟搜索后通过 setTimeout 触发回调，传回假定的搜索结果。

四、泛型（Generics）

TypeScript 中的泛型（Generics）是一种强大的工具，允许我们编写适用于多种类型的数据结构和函数。泛型通过引入类型参数（Type Parameters）来创建可重用的组件，这些组件可以在不同的上下文中使用不同的具体类型。以下是一些关于 TypeScript 泛型的代码示例和详细讲解：

1. 基础泛型函数

function identity<T>(arg: T): T { return arg; } const strResult = identity('Hello'); // 返回类型为 string const numResult = identity(42); // 返回类型为 number // 类型推断：编译器自动识别 T 为传入的类型 const inferredResult = identity({ message: 'Generic greeting' }); // 返回类型为 { message: string; } 

详解：

• identity 函数使用 <T> 定义了一个泛型类型参数 T。
• 函数参数 arg 的类型为 T，意味着它可以接收任何类型作为参数。
• 函数返回类型也为 T，保证返回值类型与传入参数类型一致。
• 当调用 identity 函数时，无需显式指定 T 的具体类型。编译器会根据传入参数的类型自动推断 T 的实际类型，如上例所示。

2. 泛型约束

interface Lengthwise { length: number; } function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T { console.log(arg.length); return arg; } loggingIdentity({ length: 10, value: 'ten' }); // 正确：对象具有 length 属性 loggingIdentity('short'); // 错误：字符串没有 length 属性 

 详解：

• Lengthwise 接口定义了一个通用的约束条件，即拥有 length 属性且其类型为 number。
• loggingIdentity 函数使用泛型参数 T，并通过 extends 关键字指定了 T 必须满足 Lengthwise 接口的约束。
• 函数内可以安全地访问 arg.length，因为编译器知道所有满足 Lengthwise 约束的类型都有此属性。
• 当尝试传入不符合约束条件的参数时（如字符串），编译器会报错，确保类型安全。

3. 泛型类

class Box<T> { contents: T; constructor(contents: T) { this.contents = contents; } inspect() { return `Box containing ${this.contents}`; } } const boxOfNumbers = new Box<number>(42); boxOfNumbers.inspect(); // 输出："Box containing 42" const boxOfStrings = new Box<string>('Hello'); boxOfStrings.inspect(); // 输出："Box containing Hello" 

详解：

• Box 类使用泛型 T 定义了其 contents 属性的类型。
• 构造函数接收一个 T 类型的参数，并将其赋值给 contents。
• inspect 方法返回一个描述 Box 内容的字符串，其中包含了 contents 的值。
• 创建 Box 类的实例时，指定 T 的具体类型。在本例中，创建了分别存储数字和字符串的 Box 实例，并调用 inspect 方法展示其内容。

4. 泛型接口与泛型类型别名

// 泛型接口 interface Container<T> { items: T[]; addItem(item: T): void; } // 泛型类型别名 type Pair<K, V> = { key: K; value: V; }; // 实现与使用 const numberContainer: Container<number> = { items: [], addItem(item: number) { this.items.push(item); }, }; const stringPair: Pair<string, number> = { key: 'example', value: 42, }; 

详解：

• Container 接口使用泛型 T 定义了 items 属性的元素类型以及 addItem 方法的参数类型。
• Pair 类型别名使用泛型 K 和 V 定义了一个键值对对象，其中 key 属性类型为 K，value 属性类型为 V。
• 创建 Container 和 Pair 的实例时，指定泛型参数的具体类型。这里分别为 Container<number> 和 Pair<string, number>。

五、模块（Modules）

TypeScript 中的模块（Modules）用于组织和管理代码，提供了一种有效的手段来分割大型程序为可复用的、独立的块，同时避免全局命名空间污染。模块之间可以通过导入（import）和导出（export）语句来共享和引用彼此的变量、函数、类等定义。以下是 TypeScript 模块相关的代码示例和详细讲解：

1. 内部模块（Namespace）

// file: math.ts namespace MathLib { export function add(x: number, y: number): number { return x + y; } export function subtract(x: number, y: number): number { return x - y; } } // file: main.ts import * as Math from './math'; console.log(Math.add(3, 5)); // 输出：8 console.log(Math.subtract(10, 3)); // 输出：7 

详解：

• 在 math.ts 文件中，使用 namespace MathLib 定义了一个内部模块（也称为命名空间）。内部模块有助于将相关功能组合在一起，防止全局作用域内的命名冲突。
• MathLib 模块内定义了两个导出函数 add 和 subtract，使用 export 关键字标记为对外可见。
• 在 main.ts 文件中，使用 import * as Math from './math' 导入整个 MathLib 模块。这里使用了命名空间导入语法，将模块作为一个对象引入，并赋予别名 Math。
• 在主文件中，通过 Math.add 和 Math.subtract 调用导入的模块内函数。

2. ES6 模块（ECMAScript Modules, ESM）

// file: utility.ts export function capitalize(str: string): string { return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1); } export const PI = 3.14159; // file: main.ts import { capitalize, PI } from './utility'; console.log(capitalize('typescript')); // 输出：TypeScript console.log(PI); // 输出：3.14159 

详解：

• 在 utility.ts 文件中，使用 export 关键字分别导出了函数 capitalize 和常量 PI。
• 在 main.ts 文件中，使用 import { capitalize, PI } from './utility' 导入所需的特定模块成员。这里采用的是 ES6 模块的解构导入语法，直接导入并命名所要使用的函数和常量。
• 主文件中直接使用导入的 capitalize 函数和 PI 常量。

3. 默认导出与默认导入

// file: greet.ts export default function greet(name: string): string { return `Hello, ${name}!`; } // file: main.ts import greetFunc from './greet'; console.log(greetFunc('World')); // 输出：Hello, World! 

详解：

• 在 greet.ts 文件中，使用 export default 关键字导出了一个默认函数 greet。每个模块只能有一个默认导出。
• 在 main.ts 文件中，使用 import greetFunc from './greet' 导入默认导出。此时无需使用大括号指定具体的导入项，导入的名称可以任意选择。
• 主文件中直接使用导入的默认函数 greetFunc。

4. 重新导出（Re-exporting）

// file: colors.ts export const Red = '#FF0000'; export const Green = '#00FF00'; export const Blue = '#0000FF'; // file: color-utils.ts export function mixColors(color1: string, color2: string): string { // 实现颜色混合逻辑... } // file: index.ts export * from './colors'; export * from './color-utils'; // file: main.ts import { Red, Green, mixColors } from './index'; console.log(Red); // 输出：'#FF0000' console.log(mixColors(Green, Blue)); // 输出：混合后的颜色字符串 

详解：

• colors.ts 和 color-utils.ts 分别导出了颜色常量和颜色混合函数。
• 在 index.ts 文件中，使用 export * from './colors' 和 export * from './color-utils' 重新导出其他模块的所有导出项。这使得 index.ts 成为一个聚合模块，简化了外部文件的导入过程。
• 在 main.ts 文件中，通过导入 index.ts，一次即可获得所需的所有颜色常量和颜色混合函数。

六、枚举（Enums）

TypeScript 中的枚举（Enums）是一种特殊的类型，它允许定义一组命名的常量集合，这些常量通常代表一组固定的、相关的值。枚举提供了类型安全的值检查和易于理解的代码，尤其是在需要表示一组预定义状态或选项的情况下非常有用。以下是 TypeScript 枚举的相关代码示例和详细讲解：

1. 基本枚举定义与使用

// 定义枚举 enum Color { Red, Green, Blue, } // 使用枚举 const myFavoriteColor: Color = Color.Green; console.log(myFavoriteColor); // 输出：1（Green 在枚举中的索引值） console.log(Color[myFavoriteColor]); // 输出：“Green”（通过索引值获取枚举名） 

详解：

• 使用 enum Color 定义了一个名为 Color 的枚举类型，其中包含三个成员：Red、Green 和 Blue。
• 枚举成员的默认值是从 0 开始递增的整数。Red 对应 0，Green 对应 1，Blue 对应 2。
• 声明变量 myFavoriteColor 为 Color 类型，并赋值为 Color.Green。此时，myFavoriteColor 包含枚举成员 Green 的值（即索引值 1）。
• 直接输出 myFavoriteColor 得到其数值表示（索引值）。
• 使用枚举名作为对象的键，通过 Color[myFavoriteColor] 获取对应的枚举成员名（即字符串 “Green”）。

2. 枚举成员自定义值

enum FileAccess { None = 0, Read = 1 << 1, // 二进制位运算，等于 2 (10) Write = 1 << 2, // 二进制位运算，等于 4 (100) ReadWrite = Read | Write, // 二进制位运算，等于 6 (110) } let mode: FileAccess = FileAccess.ReadWrite; console.log(mode); // 输出：6 console.log(FileAccess[mode]); // 输出：“ReadWrite” 

详解：

• 在 FileAccess 枚举中，为部分或全部成员指定了自定义的数值。
• Read 和 Write 成员使用二进制位运算分别指定值为 2 和 4，ReadWrite 成员则通过 | 运算符合并 Read 和 Write 的值，得到 6。
• 声明变量 mode 为 FileAccess 类型，并赋值为 FileAccess.ReadWrite。此时，mode 包含枚举成员 ReadWrite 的值（即自定义值 6）。
• 输出 mode 得到其数值表示（自定义值）。
• 通过 FileAccess[mode] 获取对应的枚举成员名（即字符串 “ReadWrite”）。

3. 枚举反向映射

enum Direction { Up = 'UP', Down = 'DOWN', Left = 'LEFT', Right = 'RIGHT', } let directionString: string = Direction.Up; let directionFromValue: Direction = Direction['LEFT']; console.log(directionString); // 输出：“UP” console.log(directionFromValue); // 输出：Direction.Left（类型为 Direction） 

详解：

• Direction 枚举的成员使用字符串作为值。
• 声明变量 directionString 为字符串类型，并赋值为 Direction.Up。此时，directionString 包含枚举成员 Up 的值（即字符串 “UP”）。
• 通过字符串索引 Direction['LEFT']，从枚举中获取对应的枚举成员（即 Direction.Left）。注意，此处返回的是枚举成员而非字符串值。
• 输出 directionString 得到其字符串值，输出 directionFromValue 显示其枚举成员名（TypeScript 编译后实际为枚举值对应的索引）。

七、三元组（Tuples）

TypeScript 中的三元组（Tuples）是一种特殊类型的数组，它们固定了元素的数量和每个位置上的元素类型。与普通数组不同，三元组严格规定了其长度以及各元素的类型顺序，这使得它们非常适合用来表示具有明确结构的小型数据集合。下面通过代码示例和详细讲解介绍 TypeScript 中三元组的使用：

1. 基本三元组定义与使用

// 定义三元组类型 type RGB = [number, number, number]; // 实例化三元组 const white: RGB = [255, 255, 255]; const black: RGB = [0, 0, 0]; // 访问和操作三元组元素 console.log(white[0], white[1], white[2]); // 输出：255 255 255 console.log(black.join(', ')); // 输出：“0, 0, 0” // 尝试错误的赋值 const invalidRGB: RGB = [255, 255]; // 错误：缺少第三个元素 const alsoInvalid: RGB = [255, 'red', 0]; // 错误：第二个元素类型不正确 

详解：

• 使用类型别名 type RGB 定义了一个三元组类型，它包含三个 number 类型的元素。
• 实例化两个 RGB 类型的变量 white 和 black，分别赋值为表示白色和黑色的 RGB 值。
• 通过索引来访问三元组的各个元素，并打印它们的值。也可以使用数组方法（如 join）操作三元组，因为它本质上仍然是一个数组。
• 尝试错误地赋值给 RGB 类型的变量，由于元素数量或类型与三元组定义不符，编译器会报错，体现了三元组的类型安全性。

2. 可选元素与剩余元素

// 定义带有可选元素和剩余元素的三元组 type Point = [number, number, number?]; type NameAndRest = [string, ...string[]]; // 实例化三元组 const point2D: Point = [1, 2]; const point3D: Point = [1, 2, 3]; const names: NameAndRest = ['Alice', 'Bob', 'Charlie', 'David']; // 访问和操作三元组元素 console.log(point2D[0], point2D[1]); // 输出：1 2 console.log(names[0], names.slice(1)); // 输出：“Alice” ["Bob", "Charlie", "David"] 

详解：

• Point 三元组中最后一个元素标记为 ?，表示它是可选的。因此，可以实例化只有两个元素的 point2D 或者包含三个元素的 point3D。
• NameAndRest 三元组使用 ...string[] 表示剩余元素。第一个元素必须是 string 类型，后面的元素可以是任意数量的 string 类型。names 变量就是一个包含多个字符串的实例。
• 访问和操作这些三元组与常规数组类似，但需要注意它们的类型限制。

八、类型断言

TypeScript 中的类型断言（Type Assertions）允许程序员在编译时强制指定一个值的类型，从而覆盖编译器的类型推断。类型断言主要用于两种场景：一是当编译器无法准确推断出值的确切类型时，帮助编译器理解意图；二是当编译器推断出的类型过于宽泛，而你知道某个表达式的实际类型更为具体时，进行细化类型指定。以下是一些 TypeScript 类型断言的代码示例及详细讲解：

1. 尖括号（as）语法

// 示例1：将 any 类型的值断言为特定类型 const data = JSON.parse(jsonString) as MyDataType; // 示例2：将联合类型断言为其中一个具体类型 let value: string | number = getSomeValue(); if (typeof value === 'string') { let stringValue = value as string; // 在此处，stringValue 确定为 string 类型 } // 示例3：将 unknown 类型断言为具体类型 function handleInput(input: unknown) { const userInput = input as string; // 继续处理已断言为 string 类型的 userInput } 

详解：

• 使用 expression as Type 格式进行类型断言，其中 expression 是待断言的值，Type 是期望断言的目标类型。
• 示例1中，JSON.parse() 返回 any 类型，通过类型断言将其转换为已知的 MyDataType 类型，以便后续使用。
• 示例2中，变量 value 为 string | number 联合类型。在 if 语句中，通过类型断言将确定为 string 类型的 value 赋值给新变量 stringValue，这样后续代码就可以安全地假定 stringValue 是字符串。
• 示例3中，函数 handleInput 接收未知类型 unknown 的输入。在函数内部，通过类型断言将 input 断言为 string 类型，便于后续针对字符串类型的处理。

2. 类型断言的另一种语法：非空断言操作符（!）

let someObject: { foo?: string } = { }; // 不使用非空断言 if (someObject.foo !== undefined) { console.log(someObject.foo.toLowerCase()); } // 使用非空断言 console.log((someObject.foo!).toLowerCase()); 

详解：

• 非空断言操作符（!）可以直接放在可能为 null 或 undefined 的表达式后面，表示你确信该表达式在运行时一定有值，不会是 null 或 undefined。
• 在不使用非空断言的例子中，使用条件判断确保 someObject.foo 存在后再调用 toLowerCase() 方法。
• 使用非空断言的例子中，直接在 someObject.foo 后面加上 !，告诉编译器你已经确认 foo 属性存在，因此可以安全地调用 toLowerCase() 方法，无需额外的条件检查。

九、异步编程

TypeScript 支持多种异步编程模式，其中包括 Promise、async/await 以及 Generators。在这里，我们将重点介绍使用广泛且易于理解的 async/await 方式。async/await 是一种基于 Promises 的简洁语法，用于处理异步操作，使异步代码看起来更接近同步代码，提高了可读性和可维护性。以下是 TypeScript 中使用 async/await 进行异步编程的代码示例及详细讲解：

1. 基本 async/await 示例

async function fetchUser(id: number): Promise<{ name: string; age: number }> { try { const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${id}`); if (!response.ok) { throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`); } const user = await response.json(); return user; } catch (error) { console.error('An error occurred:', error); throw error; } } fetchUser(1) .then(user => console.log(user)) .catch(error => console.error('Error fetching user:', error)); 

详解：

• 使用 async 关键字声明一个异步函数 fetchUser，该函数返回一个 Promise，其 resolve 值为 { name: string; age: number } 类型的对象。
• 在函数内部，await 关键字用于等待 fetch API 的异步操作完成。await 只能在 async 函数内部使用。
• await fetch(...) 会使函数暂停执行，直到 fetch 返回的 Promise 解决。如果 Promise 被解决（即 HTTP 请求成功），await 表达式的结果将是 Response 对象。
• 同样地，await response.json() 暂停执行，等待 json 方法返回的 Promise 解析响应体为 JavaScript 对象。解析完成后，user 变量被赋值为解析结果。
• 如果在 await 表达式中遇到 Promise 被拒绝（如 HTTP 错误），async 函数会抛出一个异常。可以使用 try/catch 块捕获并处理这些异常。
• 外部代码通过 .then/.catch 或 await 语句消费 fetchUser 函数返回的 Promise，处理成功或失败的情况。

2. 链式 async/await 示例

async function getUserInfo(userId: number): Promise<{ name: string; email: string }> { const user = await fetchUser(userId); const userEmail = await fetchEmailForUser(user.id); return { name: user.name, email: userEmail, }; } async function fetchEmailForUser(userId: number): Promise<string> { // 假设这是一个异步获取用户邮箱的函数 } getUserInfo(1) .then(userInfo => console.log(userInfo)) .catch(error => console.error('Error fetching user info:', error)); 

详解：

• getUserInfo 函数也是 async 函数，它首先 await 调用 fetchUser 获取用户基本信息，然后 await 调用 fetchEmailForUser 获取用户的电子邮件地址。
• 这两个 await 表达式依次执行，形成异步操作的链式调用。整个过程如同同步代码一样直观易读。
• 最终，getUserInfo 函数返回一个 Promise，其 resolve 值为包含用户姓名和电子邮件的对象。

3. 并行 async/await 示例

async function fetchMultipleUsers(ids: number[]): Promise<{ id: number; name: string; age: number }[]> { const promises = ids.map(async (id) => { const user = await fetchUser(id); return { id, name: user.name, age: user.age }; }); return await Promise.all(promises); } const userIds = [1, 2, 3]; fetchMultipleUsers(userIds) .then(users => console.log(users)) .catch(error => console.error('Error fetching multiple users:', error)); 

详解：

• fetchMultipleUsers 函数接受一个用户 ID 数组，为每个 ID 创建一个异步任务（使用 Array.prototype.map 和箭头函数），每个任务负责获取单个用户的详细信息。
• 通过 Promise.all 方法并发执行所有异步任务，当所有任务都完成时，Promise.all 返回的 Promise 被解决，其结果是一个包含所有用户信息的对象数组。
• 外部代码同样通过 .then/.catch 或 await 消费返回的 Promise。

十、装饰器（Decorators）

1. 基础装饰器示例：日志记录装饰器

function log(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) { const originalMethod = descriptor.value; descriptor.value = function (...args: any[]) { console.log(`Calling "${propertyKey}" with`, args); const result = originalMethod.apply(this, args); console.log(`"${propertyKey}" returned`, result); return result; }; return descriptor; } class MyClass { @log doSomething(param1: string, param2: number): boolean { console.log('Inside doSomething'); return true; } } const instance = new MyClass(); instance.doSomething('test', 42); 

详解：

• 定义一个名为 log 的装饰器函数，它接收三个参数：目标类的原型（target）、被装饰的方法名（propertyKey）和该方法的描述符（PropertyDescriptor）。
• 装饰器内部保存原方法的引用，并创建一个新的方法替换原有的 value（即方法体）。新方法在调用原方法前后分别打印日志信息。
• 最后返回修改后的描述符，这样新的方法会被应用于被装饰的类方法。
• 在 MyClass 中，使用 @log 装饰器修饰 doSomething 方法。
• 当创建 MyClass 的实例并调用 doSomething 方法时，装饰器添加的日志功能会被自动触发。

2. 类装饰器示例：添加静态属性

function withStaticProperty(propertyName: string, value: any) { return function (constructor: Function) { constructor[propertyName] = value; }; } @withStaticProperty('version', '1.0.0') class MyClass {} console.log(MyClass.version); // 输出："1.0.0" 

详解：

• 定义一个工厂函数 withStaticProperty，它接收两个参数：要添加的静态属性名和属性值。这个工厂函数返回一个真正的装饰器函数。
• 装饰器函数接收类构造函数作为参数，并在其上直接添加指定的静态属性。
• 使用 @withStaticProperty 装饰器修饰 MyClass 类，传入静态属性名 version 和值 '1.0.0'。
• 类定义完成后，可以直接访问添加的静态属性 MyClass.version。

3. 属性装饰器示例：验证属性值类型

function validateType(type: string) { return function (target: any, propertyKey: string) { const originalValue = target[propertyKey]; const getter = function () { return originalValue; }; const setter = function (newValue: any) { if (typeof newValue !== type) { throw new TypeError(`Expected ${propertyKey} to be of type ${type}, got ${typeof newValue}`); } originalValue = newValue; }; Object.defineProperty(target, propertyKey, { get: getter, set: setter, enumerable: true, configurable: true, }); }; } class Person { @validateType('string') name: string = ''; } const person = new Person(); person.name = 'John Doe'; // 正确设置 person.name = 123; // 抛出 TypeError 

详解：

• 定义一个名为 validateType 的属性装饰器工厂函数，它接收一个期望的类型字符串作为参数，并返回一个装饰器函数。
• 装饰器函数接收目标对象（类的实例）和属性名，保存原属性值，并创建一对 getter/setter 方法替代原有的属性访问。
• 新的 setter 方法在设置属性值时检查新值的类型，若不符合预期则抛出 TypeError。
• 使用 Object.defineProperty 重定义目标对象上的属性，使用新创建的 getter/setter 替换原有的属性访问机制。
• 在 Person 类中，使用 @validateType('string') 装饰器修饰 name 属性。
• 创建 Person 类的实例，并尝试设置 name 属性。合法的赋值会被接受，非法的赋值会导致装饰器抛出错误。

总结

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