青少年编程与数学 02-006 前端开发框架VUE 27课题、TypeScript
青少年编程与数学 02-006 前端开发框架VUE 27课题、TypeScript
- 一、TypeScript
- 二、 TypeScript 与组合式API
- 为组件的 props 标注类型
- 使用 `<script setup>`
- 语法限制
- Props 解构默认值
- 非 `<script setup>` 场景下
- 复杂的 prop 类型
- 为组件的 emits 标注类型
- 为 `ref()` 标注类型
- 为 `reactive()` 标注类型
- 为 `computed()` 标注类型
- 为事件处理函数标注类型
- 为 provide / inject 标注类型
- 为模板引用标注类型
- 为组件模板引用标注类型
- 三、应用示例
- 步骤 1: 创建项目
- 步骤 2: 安装依赖
- 步骤 3: 使用组合式API
- 步骤 4: 运行项目
- 步骤 5: 构建项目
- 总结
课题摘要:本文介绍了TypeScript在Vue中的应用，包括其核心特性如静态类型检查、接口、类型别名、高级类型等。TypeScript是JavaScript的超集，添加了类型系统和对ES6+特性的支持，适合大型应用开发。文章详细讨论了如何在Vue 3的组合式API中使用TypeScript，包括为组件props、emits、ref和reactive标注类型，以及事件处理函数的类型标注。此外，还提供了一个使用Vite、TypeScript和Vue 3的完整项目示例，展示了如何搭建基础的Vue 3项目并使用TypeScript和组合式API。这个示例包括了创建项目、安装依赖、使用组合式API、运行和构建项目的步骤，为开发现代化的Web应用提供了一个良好的起点。
以下是整理后的文档内容，保持了原文内容，仅对格式进行了调整：
一、TypeScript
TypeScript 是一种由微软开发的开源、跨平台的编程语言。它是 JavaScript 的一个超集，意味着任何有效的 JavaScript 代码都是有效的 TypeScript 代码。TypeScript 在 JavaScript 的基础上添加了类型系统和对 ES6+（ECMAScript 2015 及更高版本）特性的支持，使其更适合大型应用的开发和维护。
以下是 TypeScript 的一些核心特性：
-
静态类型检查：TypeScript 最显著的特性之一是其静态类型系统。开发者可以在编译时检查类型错误，而不是在运行时。这有助于捕获潜在的 bug，并提高代码质量。
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接口和类型别名：TypeScript 提供了接口（Interfaces）和类型别名（Type Aliases），允许开发者定义对象的形状和函数的签名，从而使得代码更加模块化和类型安全。
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类和模块：TypeScript 支持基于类的面向对象编程，包括继承、封装和多态。它还支持 ES6 模块，使得代码的组织和复用更加方便。
-
高级类型：TypeScript 提供了多种高级类型，如联合类型（Union Types）、交叉类型（Intersection Types）、泛型（Generics）等，以支持复杂的类型需求。
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装饰器：TypeScript 支持装饰器（Decorators），这是一种特殊类型的声明，它可以被附加到类声明、方法、访问符、属性或参数上。
-
工具和集成：TypeScript 拥有强大的工具生态系统，包括 TypeScript 编译器（tsc），它能够将 TypeScript 代码编译为 JavaScript 代码。此外，许多现代的代码编辑器和 IDE（集成开发环境）都提供了对 TypeScript 的支持，包括自动补全、类型检查和重构工具。
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编译目标：开发者可以指定 TypeScript 编译器的目标 ECMAScript 版本，从而生成与特定 JavaScript 版本兼容的代码。
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开源和社区：TypeScript 是一个开源项目，拥有活跃的社区和不断更新的文档。这使得 TypeScript 能够快速适应新的编程模式和技术栈。
TypeScript 被广泛用于前端开发，特别是与 Angular 和 Vue.js 等框架结合使用，但它也被用于后端开发、游戏开发（如使用 Unity）和许多其他领域。由于其类型安全性和对现代 JavaScript 特性的支持，TypeScript 成为了许多开发者和企业的首选语言。
二、 TypeScript 与组合式API
为组件的 props 标注类型
使用 <script setup>
当使用 <script setup> 时，defineProps() 宏函数支持从它的参数中推导类型：
<script setup lang="ts">
const props = defineProps({
foo: { type: String, required: true },
bar: Number
})
props.foo // string
props.bar // number | undefined
</script>
这被称之为“运行时声明”，因为传递给 defineProps() 的参数会作为运行时的 props 选项使用。
然而，通过泛型参数来定义 props 的类型通常更直接：
<script setup lang="ts">
const props = defineProps<{
foo: string
bar?: number
}>()
</script>
这被称之为“基于类型的声明”。编译器会尽可能地尝试根据类型参数推导出等价的运行时选项。在这种场景下，我们第二个例子中编译出的运行时选项和第一个是完全一致的。
基于类型的声明或者运行时声明可以择一使用，但是不能同时使用。
我们也可以将 props 的类型移入一个单独的接口中：
<script setup lang="ts">
interface Props {
foo: string
bar?: number
}
const props = defineProps<Props>()
</script>
这同样适用于 Props 从另一个源文件中导入的情况。该功能要求 TypeScript 作为 Vue 的一个 peer dependency。
<script setup lang="ts">
import type { Props } from './foo'
const props = defineProps<Props>()
</script>
语法限制
在 3.2 及以下版本中，defineProps() 的泛型类型参数仅限于类型字面量或对本地接口的引用。
这个限制在 3.3 中得到了解决。最新版本的 Vue 支持在类型参数位置引用导入和有限的复杂类型。但是，由于类型到运行时转换仍然基于 AST，一些需要实际类型分析的复杂类型，例如条件类型，还未支持。你可以使用条件类型来指定单个 prop 的类型，但不能用于整个 props 对象的类型。
Props 解构默认值
当使用基于类型的声明时，我们失去了为 props 声明默认值的能力。可以通过使用响应式 Props 解构解决这个问题：
interface Props {
msg?: string
labels?: string[]
}
const { msg = 'hello', labels = ['one', 'two'] } = defineProps<Props>()
在 3.4 及更低版本，响应式 Props 解构不会被默认启用。另一种选择是使用 withDefaults 编译器宏：
interface Props {
msg?: string
labels?: string[]
}
const props = withDefaults(defineProps<Props>(), {
msg: 'hello',
labels: () => ['one', 'two']
})
这将被编译为等效的运行时 props default 选项。此外，withDefaults 帮助程序为默认值提供类型检查，并确保返回的 props 类型删除了已声明默认值的属性的可选标志。
INFO
请注意，在使用 withDefaults 时，默认值的可变引用类型 (如数组或对象) 应该在函数中进行包装，以避免意外修改和外部副作用。这样可以确保每个组件实例都会获得自己默认值的副本。当使用解构时，这 不 是必要的。
非 <script setup> 场景下
如果没有使用 <script setup>，那么为了开启 props 的类型推导，必须使用 defineComponent()。传入 setup() 的 props 对象类型是从 props 选项中推导而来。
import { defineComponent } from 'vue'
export default defineComponent({
props: {
message: String
},
setup(props) {
props.message // <-- 类型：string
}
})
复杂的 prop 类型
通过基于类型的声明，一个 prop 可以像使用其他任何类型一样使用一个复杂类型：
<script setup lang="ts">
interface Book {
title: string
author: string
year: number
}
const props = defineProps<{
book: Book
}>()
</script>
对于运行时声明，我们可以使用 PropType 工具类型：
import type { PropType } from 'vue'
const props = defineProps({
book: Object as PropType<Book>
})
其工作方式与直接指定 props 选项基本相同：
import { defineComponent } from 'vue'
import type { PropType } from 'vue'
export default defineComponent({
props: {
book: Object as PropType<Book>
}
})
props 选项通常用于 Options API，因此你会在选项式 API 与 TypeScript 指南中找到更详细的例子。这些例子中展示的技术也适用于使用 defineProps() 的运行时声明。
为组件的 emits 标注类型
在 <script setup> 中，emit 函数的类型标注也可以通过运行时声明或是类型声明进行：
<script setup lang="ts">
// 运行时
const emit = defineEmits(['change', 'update'])
// 基于选项
const emit = defineEmits({
change: (id: number) => {
// 返回 `true` 或 `false`
// 表明验证通过或失败
},
update: (value: string) => {
// 返回 `true` 或 `false`
// 表明验证通过或失败
}
})
// 基于类型
const emit = defineEmits<{
(e: 'change', id: number): void
(e: 'update', value: string): void
}>()
// 3.3+: 可选的、更简洁的语法
const emit = defineEmits<{
change: [id: number]
update: [value: string]
}>()
</script>
类型参数可以是以下的一种：
- 一个可调用的函数类型，但是写作一个包含调用签名的类型字面量。它将被用作返回的
emit函数的类型。 - 一个类型字面量，其中键是事件名称，值是数组或元组类型，表示事件的附加接受参数。上面的示例使用了具名元组，因此每个参数都可以有一个显式的名称。
我们可以看到，基于类型的声明使我们可以对所触发事件的类型进行更细粒度的控制。
若没有使用 <script setup>，defineComponent() 也可以根据 emits 选项推导暴露在 setup 上下文中的 emit 函数的类型：
import { defineComponent } from 'vue'
export default defineComponent({
emits: ['change'],
setup(props, { emit }) {
emit('change') // <-- 类型检查 / 自动补全
}
})
为 ref() 标注类型
ref 会根据初始化时的值推导其类型：
import { ref } from 'vue'
// 推导出的类型：Ref<number>
const year = ref(2020)
// => TS Error: Type 'string' is not assignable to type 'number'.
year.value = '2020'
有时我们可能想为 ref 内的值指定一个更复杂的类型，可以通过使用 Ref 这个类型：
import { ref } from 'vue'
import type { Ref } from 'vue'
const year: Ref<string | number> = ref('2020')
year.value = 2020 // 成功！
或者，在调用 ref() 时传入一个泛型参数，来覆盖默认的推导行为：
// 得到的类型：Ref<string | number>
const year = ref<string | number>('2020')
year.value = 2020 // 成功！
如果你指定了一个泛型参数但没有给出初始值，那么最后得到的就将是一个包含 undefined 的联合类型：
// 推导得到的类型：Ref<number | undefined>
const n = ref<number>()
为 reactive() 标注类型
reactive() 也会隐式地从它的参数中推导类型：
import { reactive } from 'vue'
// 推导得到的类型：{ title: string }
const book = reactive({ title: 'Vue 3 指引' })
要显式地标注一个 reactive 变量的类型，我们可以使用接口：
import { reactive } from 'vue'
interface Book {
title: string
year?: number
}
const book: Book = reactive({ title: 'Vue 3 指引' })
TIP
不推荐使用 reactive() 的泛型参数，因为处理了深层次 ref 解包的返回值与泛型参数的类型不同。
为 computed() 标注类型
computed() 会自动从其计算函数的返回值上推导出类型：
import { ref, computed } from 'vue'
const count = ref(0)
// 推导得到的类型：ComputedRef<number>
const double = computed(() => count.value * 2)
// => TS Error: Property 'split' does not exist on type 'number'
const result = double.value.split('')
你还可以通过泛型参数显式指定类型：
```ts
const double = computed<number>(() => {
// 若返回值不是 number 类型则会报错
})
为事件处理函数标注类型
在处理原生 DOM 事件时，应该为我们传递给事件处理函数的参数正确地标注类型。让我们看一下这个例子：
<script setup lang="ts">
function handleChange(event) {
// `event` 隐式地标注为 `any` 类型
console.log(event.target.value)
}
</script>
<template>
<input type="text" @change="handleChange" />
</template>
没有类型标注时，这个 event 参数会隐式地标注为 any 类型。这也会在 tsconfig.json 中配置了 "strict": true 或 "noImplicitAny": true 时报出一个 TS 错误。因此，建议显式地为事件处理函数的参数标注类型。此外，你在访问 event 上的属性时可能需要使用类型断言：
function handleChange(event: Event) {
console.log((event.target as HTMLInputElement).value)
}
为 provide / inject 标注类型
provide 和 inject 通常会在不同的组件中运行。要正确地为注入的值标记类型，Vue 提供了一个 InjectionKey 接口，它是一个继承自 Symbol 的泛型类型，可以用来在提供者和消费者之间同步注入值的类型：
import { provide, inject } from 'vue'
import type { InjectionKey } from 'vue'
const key = Symbol() as InjectionKey<string>
provide(key, 'foo') // 若提供的是非字符串值会导致错误
const foo = inject(key) // foo 的类型：string | undefined
建议将注入 key 的类型放在一个单独的文件中，这样它就可以被多个组件导入。
当使用字符串注入 key 时，注入值的类型是 unknown，需要通过泛型参数显式声明：
const foo = inject<string>('foo') // 类型：string | undefined
注意注入的值仍然可以是 undefined，因为无法保证提供者一定会在运行时 provide 这个值。
当提供了一个默认值后，这个 undefined 类型就可以被移除：
const foo = inject<string>('foo', 'bar') // 类型：string
如果你确定该值将始终被提供，则还可以强制转换该值：
const foo = inject('foo') as string
为模板引用标注类型
在 Vue 3.5 和 @vue/language-tools 2.1 (为 IDE 语言服务和 vue-tsc 提供支持) 中，在单文件组件中由 useTemplateRef() 创建的 ref 类型可以基于匹配的 ref attribute 所在的元素自动推断为静态类型。
在无法自动推断的情况下，仍然可以通过泛型参数将模板 ref 转换为显式类型。
const el = useTemplateRef<HTMLInputElement>(null)
3.5 前的用法
模板引用需要通过一个显式指定的泛型参数和一个初始值 null 来创建：
<script setup lang="ts">
import { ref, onMounted } from 'vue'
const el = ref<HTMLInputElement | null>(null)
onMounted(() => {
el.value?.focus()
})
</script>
<template>
<input ref="el" />
</template>
可以通过类似于 MDN 的页面来获取正确的 DOM 接口。
注意为了严格的类型安全，有必要在访问 el.value 时使用可选链或类型守卫。这是因为直到组件被挂载前，这个 ref 的值都是初始的 null，并且在由于 v-if 的行为将引用的元素卸载时也可以被设置为 null。
为组件模板引用标注类型
在 Vue 3.5 和 @vue/language-tools 2.1 (为 IDE 语言服务和 vue-tsc 提供支持) 中，在单文件组件中由 useTemplateRef() 创建的 ref 类型可以基于匹配的 ref attribute 所在的元素自动推断为静态类型。
在无法自动推断的情况下 (如非单文件组件使用或动态组件)，仍然可以通过泛型参数将模板 ref 强制转换为显式类型。
为了获取导入组件的实例类型，我们需要先通过 typeof 获取其类型，然后使用 TypeScript 的内置 InstanceType 工具提取其实例类型：
<!-- App.vue -->
<script setup lang="ts">
import { useTemplateRef } from 'vue'
import Foo from './Foo.vue'
import Bar from './Bar.vue'
type FooType = InstanceType<typeof Foo>
type BarType = InstanceType<typeof Bar>
const compRef = useTemplateRef<FooType | BarType>('comp')
</script>
<template>
<component :is="Math.random() > 0.5 ? Foo : Bar" ref="comp" />
</template>
如果组件的具体类型无法获得，或者你并不关心组件的具体类型，那么可以使用 ComponentPublicInstance。这只会包含所有组件都共享的属性，比如 $el。
import { useTemplateRef } from 'vue'
import type { ComponentPublicInstance } from 'vue'
const child = useTemplateRef<ComponentPublicInstance | null>(null)
如果引用的组件是一个泛型组件，例如 MyGenericModal：
<!-- MyGenericModal.vue -->
<script setup lang="ts" generic="ContentType extends string | number">
import { ref } from 'vue'
const content = ref<ContentType | null>(null)
const open = (newContent: ContentType) => (content.value = newContent)
defineExpose({
open
})
</script>
则需要使用 vue-component-type-helpers 库中的 ComponentExposed 来引用组件类型，因为 InstanceType 在这种场景下不起作用。
<!-- App.vue -->
<script setup lang="ts">
import { useTemplateRef } from 'vue'
import MyGenericModal from './MyGenericModal.vue'
import type { ComponentExposed } from 'vue-component-type-helpers'
const modal = useTemplateRef<ComponentExposed<typeof MyGenericModal>>(null)
const openModal = () => {
modal.value?.open('newValue')
}
</script>
请注意在 @vue/language-tools 2.1 以上版本中，静态模板 ref 的类型可以被自动推导，上述这些仅在极端情况下需要。
三、应用示例
创建一个使用Vite、TypeScript和Vue 3组合式API（Composition API）的完整项目示例涉及到多个步骤。以下是一个简单的指南，帮助你搭建一个基础的Vue 3项目，使用TypeScript和组合式API。
步骤 1: 创建项目
首先，确保你已经安装了Node.js和npm/yarn。然后，使用Vite创建一个新的Vue 3项目：
# 使用npm
npm create vite@latest my-vue-app --template vue-ts
# 或者使用yarn
yarn create vite my-vue-app --template vue-ts
进入项目目录：
cd my-vue-app
步骤 2: 安装依赖
项目创建完成后，安装依赖：
npm install
# 或者
yarn
步骤 3: 使用组合式API
在src目录下，创建一个新的组件，比如HelloWorld.vue，并使用组合式API：
<template>
<div>
<h1>{{ count }} clicks</h1>
<button @click="increment">Increment</button>
</div>
</template>
<script lang="ts">
import { defineComponent, ref } from 'vue';
export default defineComponent({
name: 'HelloWorld',
setup() {
const count = ref(0);
function increment() {
count.value++;
}
return {
count,
increment
};
}
});
</script>
步骤 4: 运行项目
使用以下命令启动开发服务器：
npm run dev
# 或者
yarn dev
现在，你应该能够访问http://localhost:3000看到你的应用。
步骤 5: 构建项目
当你准备好将项目部署到生产环境时，运行以下命令：
npm run build
# 或者
yarn build
这将构建你的应用，并生成可以在生产环境中部署的文件。
总结
这个简单的项目示例展示了如何使用Vite、Vue 3和TypeScript来创建一个基本的Web应用。你可以根据需要添加更多的组件、路由、状态管理（如Vuex）、API调用等。Vue 3的组合式API提供了一种灵活的方式来组织你的组件逻辑，使得代码更加模块化和可重用。
请注意，这只是一个起点，实际项目可能会更复杂，涉及到更多的配置和优化。你可以根据项目需求调整和扩展这个基础模板。