完成新版第一章：什么是 TypeScript

Author: xcatliu

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 # 什么是 TypeScript
 
-首先，我对 TypeScript 的理解如下：
+> Typed JavaScript at Any Scale.  
+> 添加了类型系统的 JavaScript，适用于任何规模的项目。
 
-[TypeScript][] 是 JavaScript 的一个超集，主要提供了**类型系统**和**对 ES6 的支持**，它由 Microsoft 开发，代码[开源于 GitHub](https://github.com/Microsoft/TypeScript) 上。
+以上描述是官网<sup>[[1]](#link-1)</sup>对于 TypeScript 的定义。
 
-其次引用[官网][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 is a typed superset of JavaScript that compiles to plain JavaScript. Any browser. Any host. Any OS. Open source.
+## TypeScript 的特性
 
-翻译成中文即是：
+### 类型系统
 
-> TypeScript 是 JavaScript 的类型的超集，它可以编译成纯 JavaScript。编译出来的 JavaScript 可以运行在任何浏览器上。TypeScript 编译工具可以运行在任何服务器和任何系统上。TypeScript 是开源的。
+从 TypeScript 的名字就可以看出来，「类型」是其最核心的特性。
 
-## 为什么选择 TypeScript
+我们知道，JavaScript 是一门非常灵活的编程语言：
 
-[TypeScript 官网][TypeScript]列举了一些优势，不过我更愿意自己总结一下：
+- 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<sup>[[2]](#link-2)</sup>，可以赋值给变量，也可以当作参数或返回值。
 
-### TypeScript 增加了代码的可读性和可维护性
+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<sup>[[3]](#link-3)</sup>；另一方面也使得它的代码质量参次不起，维护成本高，运行时错误多。
 
-- 类型系统实际上是最好的文档，大部分的函数看看类型的定义就可以知道如何使用了
-- 可以在编译阶段就发现大部分错误，这总比在运行时候出错好
-- 增强了编辑器和 IDE 的功能，包括代码补全、接口提示、跳转到定义、代码重构等
+而 TypeScript 的类型系统，在很大程度上弥补了 JavaScript 的缺点。
 
-### TypeScript 非常包容
+#### TypeScript 是静态类型
 
-- TypeScript 是 JavaScript 的超集，`.js` 文件可以直接重命名为 `.ts` 即可
-- 即使不显式的定义类型，也能够自动做出[类型推论](../basics/type-inference.md)
-- TypeScript 的类型系统是图灵完备的，可以定义从简单到复杂的几乎一切类型
-- 即使 TypeScript 编译报错，也可以生成 JavaScript 文件
-- 兼容第三方库，即使第三方库不是用 TypeScript 写的，也可以编写单独的类型文件供 TypeScript 读取
+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。
 
-### TypeScript 拥有活跃的社区
+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<sup>[[4]](#link-4)</sup>，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：
 
-- 大部分第三方库都有提供给 TypeScript 的类型定义文件
-- Angular、Vue、VS Code、Ant Design 等等耳熟能详的项目都是使用 TypeScript 编写的
-- TypeScript 拥抱了 ES6 规范，支持 ESNext 草案中处于第三阶状态（Stage 3）的特性
+```js
+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
+```
 
-### TypeScript 的缺点
+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：
 
-任何事物都是有两面性的，我认为 TypeScript 的弊端在于：
+```ts
+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
+```
 
-- 有一定的学习成本，需要理解接口（Interfaces）、泛型（Generics）、类（Classes）、枚举类型（Enums）等前端工程师可能不是很熟悉的概念
-- 短期可能会增加一些开发成本，毕竟要多写一些类型的定义，不过对于一个需要长期维护的项目，TypeScript 能够减少其维护成本
-- 集成到构建流程需要一些工作量
-- 可能和一些库结合的不是很完美
+你可能会奇怪，这段 TypeScript 代码看上去和 JavaScript 没有什么区别呀。
 
-大家可以根据自己团队和项目的情况判断是否需要使用 TypeScript。
+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。
 
-[TypeScript]: http://www.typescriptlang.org/
+完整的 TypeScript 代码是这样的：
+
+```ts
+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'`。
+
+```js
+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：
+
+```py
+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：
+
+```py
+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<sup>[[5]](#link-5)</sup>。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<sup>[[6]](#link-6)</sup>：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<sup>[[7]](#link-7)</sup>：
+
+![what-is-typescript-vscode](../assets/what-is-typescript-vscode.png)
+
+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<sup>[[8]](#link-8)</sup>：
+
+![what-is-typescript-vue](../assets/what-is-typescript-vue.png)
+
+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<sup>[[9]](#link-9)</sup>（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](../assets/what-is-typescript-react.png)
+
+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<sup>[[10]](#link-10)</sup>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（`?.`）<sup>[[11]](#link-11)</sup>、空值合并操作符（`??`）<sup>[[12]](#link-12)</sup>、Throw 表达式<sup>[[13]](#link-13)</sup>、正则匹配索引<sup>[[14]](#link-14)</sup>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。
+
+## 参考资料
+
+1. <span id="link-1">[TypeScript 官网](https://www.typescriptlang.org/)</span>
+2. <span id="link-2">[第 2 章: 一等公民的函数](https://llh911001.gitbooks.io/mostly-adequate-guide-chinese/content/ch2.html) · 函数式编程指北</span>
+3. <span id="link-3">[StackOverflow 2020 开发者调查报告](https://insights.stackoverflow.com/survey/2020)</span>
+4. <span id="link-4">[斯坦福 JavaScript 第一课](https://web.stanford.edu/class/cs98si/slides/overview.html)</span>
+5. <span id="link-5">[TypeScript ESLint 规则 `restrict-plus-operands`](https://github.com/typescript-eslint/typescript-eslint/blob/master/packages/eslint-plugin/docs/rules/restrict-plus-operands.md)</span>
+6. <span id="link-6">[TypeScript 设计理念](https://github.com/microsoft/TypeScript/wiki/TypeScript-Design-Goals)</span>
+7. <span id="link-7">[Visual Studio Code 中集成了 TypeScript](https://code.visualstudio.com/docs/languages/typescript)</span>
+8. <span id="link-8">[Vue 3.0 支持 TypeScript](https://v3.vuejs.org/guide/typescript-support.html)</span>
+9. <span id="link-9">[Definitely Typed](https://github.com/DefinitelyTyped/DefinitelyTyped)——TypeScript 团队帮助维护的类型定义仓库</span>
+10. <span id="link-10">[ECMAScript 标准](https://tc39.es/process-document/)</span>
+11. <span id="link-11">[可选链操作符（`?.`）](https://github.com/tc39/proposal-optional-chaining)</span>
+12. <span id="link-12">[空值合并操作符（`??`）](https://github.com/tc39/proposal-nullish-coalescing)</span>
+13. <span id="link-13">[Throw 表达式](https://github.com/tc39/proposal-throw-expressions)</span>
+14. <span id="link-14">[正则匹配索引](https://github.com/tc39/proposal-regexp-match-indices)</span>

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+
+你可能或多或少听说过这样的言论：
+
+- TypeScript 只适用于大公司的大型项目
+- TypeScript 适合多人协作开发，一个人维护的项目就没必要使用了
+- TypeScript 学习成本高，开发成本高
+- 旧项目是 JavaScript，所以没必要改造成 TypeScript 了
+
+我想说，都 2021 年了，赶紧上车吧，绝大部分项目都应该使用 TypeScript！
+
+大型项目不必多说，TypeScript 的类型系统能够集成到 IDE（或编辑器）中，通过代码补全、代码提示、跳转到定义等功能，极大的提高代码的可维护性，提高开发效率，降低 bug 率。
+
+
+
+> 动态类型一时爽，代码重构火葬场。
+
+
+如果你没有学过 TypeScript，那么可能连这样的接口提示都看不懂了：
+
+![what-is-typescript-tip](../assets/what-is-typescript-tip.png)
+
+
+
+## 为什么选择 TypeScript
+
+[TypeScript 官网][TypeScript]列举了一些优势，不过我更愿意自己总结一下：
+
+### TypeScript 增加了代码的可读性和可维护性
+
+- 类型系统实际上是最好的文档，大部分的函数看看类型的定义就可以知道如何使用了
+- 可以在编译阶段就发现大部分错误，这总比在运行时候出错好
+- 增强了编辑器和 IDE 的功能，包括代码补全、接口提示、跳转到定义、代码重构等
+
+### TypeScript 非常包容
+
+- TypeScript 是 JavaScript 的超集，`.js` 文件可以直接重命名为 `.ts` 即可
+- 即使不显式的定义类型，也能够自动做出[类型推论](../basics/type-inference.md)
+- TypeScript 的类型系统是图灵完备的，可以定义从简单到复杂的几乎一切类型
+- 即使 TypeScript 编译报错，也可以生成 JavaScript 文件
+- 兼容第三方库，即使第三方库不是用 TypeScript 写的，也可以编写单独的类型文件供 TypeScript 读取
+
+### TypeScript 拥有活跃的社区
+
+- 大部分第三方库都有提供给 TypeScript 的类型定义文件
+- Angular、Vue、VS Code、Ant Design 等等耳熟能详的项目都是使用 TypeScript 编写的
+- TypeScript 拥抱了 ES6 规范，支持 ESNext 草案中处于第三阶状态（Stage 3）的特性
+
+### TypeScript 的缺点
+
+任何事物都是有两面性的，我认为 TypeScript 的弊端在于：
+
+- 有一定的学习成本，需要理解接口（Interfaces）、泛型（Generics）、类（Classes）、枚举类型（Enums）等前端工程师可能不是很熟悉的概念
+- 短期可能会增加一些开发成本，毕竟要多写一些类型的定义，不过对于一个需要长期维护的项目，TypeScript 能够减少其维护成本
+- 集成到构建流程需要一些工作量
+- 可能和一些库结合的不是很完美
+
+大家可以根据自己团队和项目的情况判断是否需要使用 TypeScript。
+
+StackOverflow 2020 开发者调查报告，TypeScript 击败 Python