强类型 JavaScript 的解决方案

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JavaScript 是一种弱类型(或称动态类型)语言,即变量的类型是不确定的。

x = 5; // 5
x = x + 'A'; // '5A'

上面代码中,变量x起先是一个数值,后来是一个字符串,类型完全由当前的值决定,这就叫弱类型。

弱类型的好处是十分灵活,可以写出非常简洁的代码。但是,对于大型项目来说,强类型更有利,可以降低系统的复杂度,在编译时就发现类型错误,减轻程序员的负担。

一直有人尝试,让 JavaScript 变成强类型语言。在官方最终支持强类型之前,本文介绍三种现在就可用的解决方案。

一、TypeScript

TypeScript 是微软2012年推出的一种编程语言,属于 JavaScript 的超集,可以编译为 JavaScript 执行。 它的最大特点就是支持强类型和 ES6 Class

首先,安装TypeScript。

$ npm install -g typescript

然后,为变量指定类型。

// greet.ts
function greet(person: string) {
  console.log("Hello, " + person);
}
 
greet([0, 1, 2]);

上面是文件 greet.ts 的代码,后缀名 ts 表明这是 TypeScript 的代码。函数 greet 的参数,声明类型为字符串,但在调用时,传入了一个数组。

使用 tsc 命令将 ts 文件编译为 js 文件,就会抛出类型不匹配的错误。

$ tsc greeter.ts
greet.ts(5,9): error TS2345: Argument of type 'number[]'   
is not assignable to parameter of type 'string'.

二、Flowcheck

Flowcheck 是一个轻量级的类型断言库,可以在运行时(runtime)检查变量类型是否正确。

首先,安装Flowcheck。

$ npm install -g flowcheck

然后,编写一个声明了变量类型的脚本。

function sum(a: number, b: number) {
  return a + b;
}
 
sum('hello','world')

接着,使用下面的命令,将脚本转换为正常的 JavaScript 文件。

$ browserify -t flowcheck -t [reactify --strip-types] \
input.js -o output.js

转换后的文件如下。

var _f = require("flowcheck/assert");
 
function sum(a, b) {
    _f.check(arguments, _f.arguments([_f.number, _f.number]));
  return a + b;
}

可以看到,代码中插入一个断言库。每次运行函数之前,会先执行断言,如果类型不符就报错。

$ node output.js
// throw new TypeError(message);
            ^
TypeError: 
 
Expected an instance of number got "hello",   
context: arguments / [number, number] / 0
 
Expected an instance of number got "world",  
context: arguments / [number, number] / 1

三、Flow

Flow 是 Facebook 在2014年发布的一个类型检查工具,用来检查 React 的源码。

安装命令如下。

$ npm install --global flow-bin

如果安装不成功(我就是如此),就需要自己从源码编译了。

Flow 的用法很多,我只举几个例子。前文介绍的两种工具,只能检查声明了类型的变量,而 Flow 可以推断变量类型。

// hello.js
/* @flow */
function foo(x) {
  return x*10;
}
foo("Hello, world!");

上面是文件 hello.js ,该文件的第一行是注释,表明需要使用 Flow 检查变量类型。

$ flow check
hello.js:7:5,19: string
This type is incompatible with
/hello.js:4:10,13: number

运行 flow check 命令,得到报错信息:预期函数 foo 的参数是一个数值,但是实际为一个字符串。

Flow 也支持变量的类型声明。

/* @flow */
function foo(x: string, y: number): string {
  return x.length * y;
}
foo("Hello", 42);

另一个有趣的功能是,Flow 可以将类型注释(annotation),转为类型声明。

// annotation.js
/**
  @param {number} x
  @return {number}
 */
function square(x) {
  return x * x;
}
square(5);

运行 flow port 命令,会得到下面的结果。

$ flow port annotation.js
function square(x: number) : number {
   return x * x;
 }

Flow 的更多介绍,可以阅读《Exploring Flow, Facebook’s Type Checker for JavaScript》。本文的原始幻灯片点击这里(里面有更多内容)。

作者: 阮一峰

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