002、ArkTS-编程知识

之——开发语言

杂谈

基础编程语言ArkTS。引用来自华为开发者课堂。

ArkTS是HarmonyOS优选的主力应用开发语言。它在TypeScript（简称TS）的基础上，匹配ArkUI框架，扩展了声明式UI、状态管理等相应的能力，让开发者以更简洁、更自然的方式开发跨端应用。要了解什么是ArkTS，我们首先要了解下ArkTS、TypeScript和JavaScript之间的关系：

JavaScript是一种属于网络的高级脚本语言，已经被广泛用于Web应用开发，常用来为网页添加各式各样的动态功能，为用户提供更流畅美观的浏览效果。
TypeScript 是 JavaScript 的一个超集，它扩展了 JavaScript 的语法，通过在JavaScript的基础上添加静态类型定义构建而成，是一个开源的编程语言。
ArkTS兼容TypeScript语言，拓展了声明式UI、状态管理、并发任务等能力。

正文

1.TypeScript基础

1.1 基础类型

TypeScript支持一些基础的数据类型，如布尔型、数组、字符串等，下文举例几个较为常用的数据类型，我们来了解下他们的基本使用。语法：let 变量名：类型 = 赋值。

布尔值

TypeScript中可以使用boolean来表示这个变量是布尔值，可以赋值为true或者false。

let isDone: boolean = false;

数字

TypeScript里的所有数字都是浮点数，这些浮点数的类型是 number。除了支持十进制，还支持二进制、八进制、十六进制。

let decLiteral: number = 2023;
let binaryLiteral: number = 0b11111100111;
let octalLiteral: number = 0o3747;
let hexLiteral: number = 0x7e7;

字符串

TypeScript里使用 string表示文本数据类型，可以使用双引号（ "）或单引号（'）表示字符串。

let name: string = "Jacky";
name = "Tom";
name = 'Mick';

数组

TypeScrip有两种方式可以定义数组。第一种，可以在元素类型后面接上 []，表示由此类型元素组成的一个数组。第二种方式是使用数组泛型，Array<元素类型>。

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

元组

元组类型允许表示一个已知元素数量和类型的数组，各元素的类型不必相同。比如，你可以定义一对值分别为 string和number类型的元组。

let x: [string, number];
x = ['hello', 10]; // OK
x = [10, 'hello']; // Error

枚举

enum类型是对JavaScript标准数据类型的一个补充，使用枚举类型可以为一组数值赋予友好的名字。

enum Color {Red, Green, Blue};
let c: Color = Color.Green;

Unknown

有时候，我们会想要为那些在编程阶段还不清楚类型的变量指定一个类型。这种情况下，我们不希望类型检查器对这些值进行检查而是直接让它们通过编译阶段的检查。那么我们可以使用unknown类型来标记这些变量。

let notSure: unknown = 4;
notSure = 'maybe a string instead';
notSure = false;

Void

当一个函数没有返回值时，你通常会见到其返回值类型是 void。

function test(): void {console.log('This is function is void');
}

Null 和 Undefined

TypeScript里，undefined和null两者各自有自己的类型分别叫做undefined和null。

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

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;

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1.2 条件语句

条件语句用于基于不同的条件来执行不同的动作。TypeScript 条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True 或 False）来决定执行的代码块。

if 语句

TypeScript if 语句由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。

var num:number = 5
if (num > 0) { console.log('数字是正数') 
}

if...else 语句

一个 if 语句后可跟一个可选的 else 语句，else 语句在布尔表达式为 false 时执行。

var num:number = 12; 
if (num % 2==0) { console.log('偶数'); 
} else {console.log('奇数'); 
}

if...else if....else 语句

if...else if....else 语句在执行多个判断条件的时候很有用。

var num:number = 2 
if(num > 0) { console.log(num+' 是正数') 
} else if(num < 0) { console.log(num+' 是负数') 
} else { console.log(num+' 为0') 
}

switch…case 语句

一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。每个值称为一个 case，且被测试的变量会对每个 switch case 进行检查。

var grade:string = 'A'; 
switch(grade) { case 'A': { console.log('优'); break; } case 'B': { console.log('良'); break; } case 'C': {console.log('及格'); break;    } case 'D': { console.log('不及格'); break; }  default: { console.log('非法输入'); break;              } 
}

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1.3 函数

函数是一组一起执行一个任务的语句，函数声明要告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。TypeScript可以创建有名字的函数和匿名函数，其创建方法如下：

// 有名函数
function add(x, y) {return x + y;
}// 匿名函数
let myAdd = function (x, y) {return x + y;
};

为函数定义类型

为了确保输入输出的准确性，我们可以为上面那个函数添加类型：

// 有名函数：给变量设置为number类型
function add(x: number, y: number): number {return x + y;
}// 匿名函数：给变量设置为number类型
let myAdd = function (x: number, y: number): number {return x + y;
};

可选参数

在TypeScript里我们可以在参数名旁使用 ?实现可选参数的功能。比如，我们想让lastName是可选的：

function buildName(firstName: string, lastName?: string) {if (lastName)return firstName + ' ' + lastName;elsereturn firstName;
}let result1 = buildName('Bob');
let result2 = buildName('Bob', 'Adams');

剩余参数

剩余参数会被当做个数不限的可选参数。可以一个都没有，同样也可以有任意个。可以使用省略号（ ...）进行定义：

function getEmployeeName(firstName: string, ...restOfName: string[]) {return firstName + ' ' + restOfName.join(' ');
}let employeeName = getEmployeeName('Joseph', 'Samuel', 'Lucas', 'MacKinzie');

箭头函数

ES6版本的TypeScript提供了一个箭头函数，它是定义匿名函数的简写语法，用于函数表达式，它省略了function关键字。箭头函数的定义如下，其函数是一个语句块：

( [param1, parma2,…param n] )=> {// 代码块
}

其中，括号内是函数的入参，可以有0到多个参数，箭头后是函数的代码块。我们可以将这个箭头函数赋值给一个变量，如下所示：

let arrowFun = ( [param1, parma2,…param n] )=> {// 代码块
}

如何将我们熟悉的函数定义方式转换为箭头函数。我们可以定义一个判断正负数的函数，如下：

function testNumber(num: number) {if (num > 0) {console.log(num + ' 是正数');} else if (num < 0) {console.log(num + ' 是负数');} else {console.log(num + ' 为0');}
}testNumber(1)   //输出日志：1 是正数

将这个函数定义为箭头函数，定义如下所示：

let testArrowFun = (num: number) => {if (num > 0) {console.log(num + ' 是正数');} else if (num < 0) {console.log(num + ' 是负数');} else {console.log(num + ' 为0');}
}testArrowFun(-1)   //输出日志：-1 是负数

后面在HarmonyOS应用开发时会经常用到箭头函数。例如，给一个按钮添加点击事件，其中onClick事件中的函数就是箭头函数。

Button("Click Now").onClick(() => {console.info("Button is click")})

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1.4 类

TypeScript支持基于类的面向对象的编程方式，定义类的关键字为 class，后面紧跟类名。类描述了所创建的对象共同的属性和方法。

类的定义

例如，我们可以声明一个Person类，这个类有3个成员：一个是属性（包含name和age)，一个是构造函数，一个是getPersonInfo方法，其定义如下所示。

class Person {private name: stringprivate age: numberconstructor(name: string, age: number) {this.name = name;this.age = age;}public getPersonInfo(): string {return `My name is ${this.name} and age is ${this.age}`;}
}let person1 = new Person('Jacky', 18);
person1.getPersonInfo();

继承

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类具有父类相同的行为。TypeScript中允许使用继承来扩展现有的类，对应的关键字为extends。

class Employee extends Person {private department: stringconstructor(name: string, age: number, department: string) {super(name, age);this.department = department;}public getEmployeeInfo(): string {return this.getPersonInfo() + ` and work in ${this.department}`;}
}let person2 = new Employee('Tom', 28, 'HuaWei');
person2.getPersonInfo();
person2.getEmployeeInfo();

在TypeScript中，有public、private、protected修饰符，其功能和具体使用场景大家可以参考TypeScript的相关学习资料，进行拓展学习。

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1.5 模块

随着应用越来越大，通常要将代码拆分成多个文件，即所谓的模块（module）。模块可以相互加载，并可以使用特殊的指令 export 和 import 来交换功能，从另一个模块调用一个模块的函数。

两个模块之间的关系是通过在文件级别上使用 import 和 export 建立的。模块里面的变量、函数和类等在模块外部是不可见的，除非明确地使用 export 导出它们。类似地，我们必须通过 import 导入其他模块导出的变量、函数、类等。

导出

任何声明（比如变量，函数，类，类型别名或接口）都能够通过添加export关键字来导出，例如我们要把NewsData这个类导出，代码示意如下：

export class NewsData {title: string;content: string;imagesUrl: Array<NewsFile>;source: string;constructor(title: string, content: string, imagesUrl: Array<NewsFile>, source: string) {this.title = title;this.content = content;this.imagesUrl = imagesUrl;this.source = source;}
}

导入

模块的导入操作与导出一样简单。可以使用以下 import形式之一来导入其它模块中的导出内容。

import { NewsData } from '../common/bean/NewsData';

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1.6 迭代器

当一个对象实现了Symbol.iterator属性时，我们认为它是可迭代的。一些内置的类型如Array，Map，Set，String，Int32Array，Uint32Array等都具有可迭代性。

for..of 语句

for..of会遍历可迭代的对象，调用对象上的Symbol.iterator方法。下面是在数组上使用for..of的简单例子：

let someArray = [1, "string", false];for (let entry of someArray) {console.log(entry); // 1, "string", false
}

for..of vs. for..in 语句

for..of和for..in均可迭代一个列表，但是用于迭代的值却不同：for..in迭代的是对象的键，而for..of则迭代的是对象的值。

let list = [4, 5, 6];for (let i in list) {console.log(i); // "0", "1", "2",
}for (let i of list) {console.log(i); // "4", "5", "6"
}

TypeScript是一个开源的编程语言，本章节只介绍了TypeScript的基础语法知识，更多内容可以参考TypeScript的官方教程（https://www.typescriptlang.org/docs/）。在学习过程中，如果没有搭建TypeScript的开发环境，也可以直接使用在线Playground平台（https://www.typescriptlang.org/play）进行编码练习。

2.ArkTS

2.1 JAVA SCRIPT

Mozilla创造了JS，Microsoft创建了TS，Huawei进一步推出了ArkTS。从最初的基础的逻辑交互能力，到具备类型系统的高效工程开发能力，再到融合声明式UI、多维状态管理等丰富的应用开发能力，共同组成了相关的演进脉络。

ArkTS是HarmonyOS优选的主力应用开发语言。它在TypeScript（简称TS）的基础上，扩展了声明式UI、状态管理等相应的能力，让开发者可以以更简洁、更自然的方式开发高性能应用。TS是JavaScript（简称JS）的超集，ArkTS则是TS的超集。ArkTS会结合应用开发和运行的需求持续演进，包括但不限于引入分布式开发范式、并行和并发能力增强、类型系统增强等方面的语言特性。

        JS语言由Mozilla创造，最初主要是为了解决页面中的逻辑交互问题，它和HTML（负责页面内容）、CSS（负责页面布局和样式）共同组成了Web页面/应用开发的基础。随着Web和浏览器的普及，以及Node.js进一步将JS扩展到了浏览器以外的环境，JS语言得到了飞速的发展。在2015年相关的标准组织ECMA发布了一个主要的版本ECMAScript 6（简称ES6），这个版本具备了较为完整的语言能力，包括类（Class）、模块（Module）、相关的语言基础API增强（Map/Set等）、箭头函数（Arrow Function）等。从2015年开始，ECMA每年都会发布一个标准版本，比如ES2016/ES2017/ES2018等，JS语言越来越成熟。

        为了提升应用的开发效率，相应的JS前端框架也不断地涌现出来。其中比较典型的有Facebook发起的React.js，以及个人开发者尤雨溪发起的Vue.js。React和Vue的主要出发点都是将响应式编程的能力引入到应用开发中，实现数据和界面内容的自动关联处理。具体的实现方式上，React对JS做了一些扩展，引入了JSX（JavaScript XML）语法，可以将HTML的内容统一表示成JS来处理；Vue则是通过扩展的模板语法（Template）的方式来处理。

        下面通过两个示例，简要介绍React和Vue：

以上代码描述了React如何在指定的页面元素（id为id01的div元素）中改变相应的字符串内容（从"Hello World!"到"Hello John Doe!"）。其中第5行的ReactDOM.render()是React JS库提供的一个方法，它可以将相应的内容刷新到指定的HTML元素中。第6行是符合JSX语义的一段代码，它包含了一个类似HTML结构的字符串（<h1>...</h1>），以及一个表达数据绑定语义的字段({name})，会关联到第4行定义的name变量。通过这种方式，JSX把HTML的语义以及数据绑定机制和JS语言结合起来，可以方便地在JS语言中使用。

以上Vue示例代码也描述了类似的功能。其中第1~3行是类似HTML的语法，描述一个id为app的div页面元素，其中的{{message}}是数据绑定的语义，在Vue中表示为Template。第6~9行是JS代码，描述了一个Vue对象，对应了上述的app页面元素以及所需的数据变量message的内容信息。第11~13行则是JS函数，它改变message变量的值为"John Doe"。执行这个函数时Vue会自动实现相应的UI界面刷新。

如上所示，React和Vue所表达的能力是类似的，不过侧重点稍微有所不同。React主要是基于JSX的语法，将类HTML的语法融合到JS语言中；Vue则是基于Template机制，在HTML的基础上扩展相应的语义。当然，上面这两个例子只是简要地描述了React和Vue的基础信息，更详细的语法以及CSS相关的使用等都没涉及。

2.2 TS

        随着JS生态的发展，如何更有效地支撑大型的应用工程开发变成了一个重要的课题。大型的应用工程一般会涉及较复杂的代码以及较多的团队协作，对语言的规范性，模块的复用性、扩展性以及相关的开发工具都提出了更高的要求。为此，Microsoft在JS的基础上，创建了TS语言，并在2014年正式发布了1.0版本。TS主要从以下几个方面做了进一步的增强：

引入了类型系统，并提供了类型检查以及类型自动推导能力，可以进行编译时错误检查，有效的提升了代码的规范性以及错误检测范围和效率。
在类型系统基础上，引入了声明文件（Declaration Files）来管理接口或其他自定义类型。声明文件一般是以d.ts的形式来定义模块中的接口，这些接口和具体的实现做了相应的分离，有助于各模块之间的分工协作。另外，TS通过接口，泛型（Generics）等相关特性的支持，进一步增强了设计复杂的框架所需的扩展以及复用能力。

        在工具层面，TS也有相应的编辑器、编译器、IDE（Integrated Development Environment）插件等相关的工具，来进一步提升开发效率。

        TS在兼容JS生态方面也做了较好的平衡，TS应用通过相应编译器可以编译出纯JS应用，可以在标准的JS引擎上运行。同时，TS定位为JS的超集，即JS应用也是合法的TS应用。此外，在标准层面上，TS兼容ECMA的相应标准，并维护那些还未成为ECMA标准的新特性。

2.3 ArkTS

2019年，华为在思考如何构建新的应用开发框架时，从以下几个维度进行了重点考虑：

语言生态
开发效率
性能体验
跨设备/跨平台能力

由于JS/TS有比较完善的开发者生态，语言也比较中立友好，有相应的标准组织可以逐步演进，JS/TS语言成了比较自然的选择。以JS/TS为基础，在开发框架的维度，我们做了如下的架构演进设计：

通过基于JS扩展的类Web开发范式，来支持主流的前端开发方式。同步的，在运行时方面，通过渲染引擎的增强（平台无关的自绘制机制、声明式UI后端设计、动态布局/多态UI组件等），语言编译器和运行时的优化增强（代码预编译、高效FFI-Foreign Function Interface、引擎极小化等），进一步提升相关的性能体验，并可部署到不同设备上（包括百KB级内存的轻量设备）。另外，通过平台适配层的设计，构建了跨OS平台的基础设施。
通过基于TS扩展的声明式UI开发范式，提供了更简洁更自然的开发体验。在运行时方面，在上述的基础上，结合语言运行时的类型优化，以及渲染运行时的扁平化流水线技术等，进一步提升性能体验。

3.示例

代码示例，UI界面会显示两段文本和一个按钮，当开发者点击按钮时，文本内容会从'Hello World'变为‘Hello ArkUI’：

这个示例中所包含的ArkTS声明式开发范式的基本组成说明如下：

装饰器

用来装饰类、结构体、方法以及变量，赋予其特殊的含义，如上述示例中 @Entry 、 @Component 、 @State 都是装饰器。具体而言， @Component 表示这是个自定义组件； @Entry 则表示这是个入口组件； @State 表示组件中的状态变量，此状态变化会引起 UI 变更。

自定义组件

可复用的 UI 单元，可组合其它组件，如上述被 @Component 装饰的 struct Hello。

UI 描述

声明式的方式来描述 UI 的结构，如上述 build() 方法内部的代码块。

内置组件

框架中默认内置的基础和布局组件，可直接被开发者调用，比如示例中的 Column、Text、Divider、Button。

事件方法

用于添加组件对事件的响应逻辑，统一通过事件方法进行设置，如跟随在Button后面的onClick()。

属性方法

用于组件属性的配置，统一通过属性方法进行设置，如fontSize()、width()、height()、color() 等，可通过链式调用的方式设置多项属性。

4.more

从UI框架的需求角度，ArkTS在TS的类型系统的基础上，做了进一步的扩展：定义了各种装饰器、自定义组件和UI描述机制，再配合UI开发框架中的UI内置组件、事件方法、属性方法等共同构成了应用开发的主体。在应用开发中，除了UI的结构化描述之外，还有一个重要的方面：状态管理。如上述示例中，用 @State 装饰过的变量 myText ，包含了一个基础的状态管理机制，即 myText 的值的变化会自动触发相应的 UI 变更（Text组件）。ArkUI 中进一步提供了多维度的状态管理机制。和 UI 相关联的数据，不仅可以在组件内使用，还可以在不同组件层级间传递，比如父子组件之间，爷孙组件之间，也可以是全局范围内的传递，还可以是跨设备传递。另外，从数据的传递形式来看，可分为只读的单向传递和可变更的双向传递。开发者可以灵活的利用这些能力来实现数据和 UI 的联动。

总体而言，ArkUI开发框架通过扩展成熟语言、结合语法糖或者语言原生的元编程能力、以及UI组件、状态管理等方面设计了统一的UI开发范式，结合原生语言能力共同完成应用开发。这些构成了当前ArkTS基于TS的主要扩展。

开发文档：声明式UI开发指导-UI开发-基于ArkTS开发-开发-HarmonyOS应用开发