TypeScript（十二）模块

将体量大的程序拆分成多个小的，功能独立的模块是开发中不可或缺的一环，开发复杂程序的核心之一就是让其变得不复杂。模块化开发可以提高代码的可维护性、可重用性、可扩展性和可测试性，从而提高了开发效率和代码质量，TypeScript沿用了JS的模块概念，在之前文章中我介绍过Node环境下的两种类型兼容，顺带提了一下目前常用的模块导入导出方式：Commonjs和ES Module，这两种方式在TS中被称为是外部模块，除此之外TS还包含了内部模块和全局模块，本文将逐一介绍

d.ts声明文件

在编译后的JS文件的同一级常能看到.d.ts后缀的声明文件，其作用是描述代码中已经存在的类型信息或为其提供类型声明。举个例子，使用第三方库时可能会找不到对应的类型信息，于是TS提供了声明文件这个概念，它使开发者拥有对库进行描述的能力，达到静态类型提示或者TS检查的目的，声明文件编译后不会生成任何js代码。

一般声明文件内部是不包含可执行语句的，只有类型或者变量的声明。在开发时通常会在项目根目录中新建一个像global.d.ts（名字自取）的文件用于描述全局的类型，变量，函数，类等等

declare关键字

declare是描述TS文件之外信息的一种机制，它的作用是告诉TS某个类型或变量已经存在，我们可以使用它声明全局变量、函数、类、接口、类型别名、类的属性或方法以及后面会介绍的模块与命名空间

全局声明

通常在global.d.ts文件中使用declare关键字进行全局声明，以便目录下所有文件都能直接访问

全局声明方式

declare var 名称：变量
declare const / let 名称： ES6变量
declare function 名称：方法
declare class 名称：类
declare enum 名称：枚举
declare module 名称：模块
declare namespace 名称：命名空间
declare interface 名称：接口
declare type 名称：类型别名

全局声明一般用作

描述全局变量或类型
描述第三方库的类型
描述全局模块

举个例子，在项目根目录新建global.d.ts用于变量类型的全局声明，接着修改tsconfig中配置include为["global.d.ts", "src"]，在项目任意目录新建index.ts

// global.d.ts
declare interface IAnimal {
    name: string
    age?: number
}

declare let animal: IAnimal
// src/index.ts
animal = {
    name: "阿黄"
}

可以看到index.ts文件中animal的类型是global.d.ts中声明的变量，其二者产生了关联

tips：声明文件（d.ts）中的所有类型（类型别名和接口除外）及变量都要使用declare定义，或者使用export将其导出，否则会抛出以下错误：.d.ts 文件中的顶级声明必须以 "declare" 或 "export" 修饰符开头。

此外，使用类型别名和接口定义的类型可以不需要声明，直接在全局访问

declare type str = string
// 相当于type str = string

函数声明

参照上面的定义方式，我们可以在声明文件中声明一个函数，然后再使用前对函数进行实现或重载

// global.d.ts
declare function add(a: number, b: number): number;

// src/index.ts
function add(a: number, b: number) {
    return a + b
}
console.log(add(1, 2));// 3

// src/main.ts
function add(a: number, b: number, c: string) {
    return a + b + c
}
console.log(add(1, 2, "3"));// 33

对函数声明进行重载

在.ts中使用declare

我们在介绍属性装饰器的时候曾用到了declare关键字，当时并没有具体说明使用它的原因，这里咱们详细分析一下，首先贴出一段类似的代码

class Animal {
    name?: string;
}

在ES2022及以后类中定义的属性会在编译后保留在类中，就像

class Animal {
    name;
}

而在.ts文件中使用declare只会被当成是类型或者变量的定义，最后编译在声明文件.d.ts中，不会编译在.js文件中，就像下面这个类

// index.ts
declare class Animal {
    name?: string;
}

// index.js
// 空文件

// index.d.ts
declare class Animal {
    name?: string;
}

通过declare这个特点，我们可以在类中属性或者方法定义时使用declare关键字将其指定为声明类型的变量，不会出现在.js中，有效的解决之前的问题

// index.ts
class Animal {
   declare name?: string;
}

// index.js
class Animal {}

外部模块（文件模块）

在TS中模块既可以以单个文件的形式存在，这与JS相同，通过export和import两个关键字进行导出导入，对应的介绍可以参照这篇文章的ESM部分，也可以使用module关键字定义模块。

与JS稍有不同，TS中包含了接口和类型别名，我们同样可以通过export type 类型名导出对应类型别名，如

// src/main.ts
export type IAnimal = {
    name: string
    color?: string
}

// src/index.ts
import { IAnimal } from './main'
const animal: IAnimal = {
    name: "阿黄",
};

tips：在一个.d.ts文件中使用export关键字会使这个文件成为一个模块（这点很重要，一个声明文件（d.ts）不是全局声明文件（只使用declare声明类型）就得是文件模块（使用export等关键字导出）），比如我们把上面的global文件和index改成下面代码

// global.d.ts
type IAnimal = {
    name: string
    color?: string
}
export {}

// index.ts
const animal: IAnimal = {
    name: "阿黄",
};

此时直接使用全局的IAnimal就会抛错

必须使用export将IAnimal导出并使用import导入该模块中的类型

模块关键字module

声明模块

除了上面的使用方式外，我们可以使用module关键字在一个文件中定义多个模块，如

// global.d.ts
declare module 'global_type' {
    export type IAnimal = {
        name: string
    }
    export type ICat = {
        name: string
    }
}
declare module 'global_type1' {
    export type IDog = {
        name: string
    }
}

// index.ts
import type { IAnimal, ICat } from "global_type"
import type { IDog } from 'global_type1'
const animal: IAnimal = {
    name: "阿黄",
};
const dog: IDog = animal
const cat: ICat = animal

每一个使用module定义的内容是一个模块

模块声明方式

TS支持CommonJS和ESM两种模块系统，使得声明模块有两种写法，分别是使用字符串和变量名

CommonJS的写法遵循匹配文件的相对或绝对路径，通常模块名作为字符串字面量，该方法不支持导出模块，只允许使用declare定义全局模块，并且使用时需要使用import导入

// global.d.ts 
declare module "global_type" {
    export type IAnimal = {
        name: string
    }
}

// src/index.ts
import * as global_type from "global_type"
const myObject: global_type.IAnimal = {}

ESM的写法和定义变量一样，使用变量名匹配标识符进行模块的导入，这种方式与定义命名空间（namespace）的效果一样，使用ESM定义的全局模块可以直接使用，不需要导入

// global.d.ts 
declare module global_type {
    export type IAnimal = {
        name?: string
    }
}

// src/index.ts
const myObject: global_type.IAnimal = {}

模块通配符

我们在webpack或者vite等工具中可能会看到类似下面的代码，这种写法是CommonJS模块系统独有的

declare module '*.type' {
    export type IDog = {
        name: string
    }
}

这段代码中使用了*.type通配符，匹配了所有.type结尾的模块，导入.type类型的文件就会有IDog这个类型

import type { IDog } from 'global_type.type'
const animal: IDog = {
    name: "阿黄",
};
const dog: IDog = animal

模块导出

使用module定义的模块遵循全局声明，同样可以使用export导出并在其他文件使用，这种方式是ESM模块系统独有的

// global.d.ts 
export module global_type {
    export type IAnimal = {
        name: string
    }
    export class Animal implements IAnimal {
        name: string
    }
}

// index.ts
import { global_type } from '../global'
const myObject: global_type.IAnimal = new global_type.Animal();

模块嵌套

模块嵌套可以应对更复杂的结构，避免命名冲突，全局污染，在模块中写模块不需要declare和export关键字，模块默认自带导出

// global.d.ts 
declare module global_type {
    export module IAnimalModule {
        export let animal: IAnimal
        export type IAnimal = {
            name: string
        }
    }
    module IDogModule {
        let dog: IDog
        type IDog = {
            name?: string
        }
    }
}
// src/index.ts
let animal: global_type.IAnimalModule.IAnimal = global_type.IAnimalModule.animal
let dog: global_type.IDogModule.IDog = global_type.IDogModule.dog

模块的作用域

在模块嵌套时，我们可以把 module { } 或者 namespace { } 的大括号中的作用域称为模块的作用域，作用域中的模块类型可以访问，此时如果在模块中使用 export {} 导出空对象的话，当前模块就会被视为文件模块（这和我们上面说到的全局文件转模块文件的tips类似），需要使用export导出局部类型、变量、模块，否则会默认不做导出操作，成为一个私有的模块：

// global.d.ts 
declare module global_type {
    module IAnimalModule { // 局部模块，只能在global_type中使用
        let animal: IAnimal
        type IAnimal = {
            name?: string
        }
    }
    export { }
}

// src/index.ts
let animal: global_type.IAnimalModule.IAnimal// “global_type”没有已导出的成员“IAnimalModule”

此时需要将模块中的模块手动导出，或加入到导出对象中

export module IAnimalModule {
    let animal: IAnimal
    type IAnimal = {
        name?: string
    }
}
// 或者
export { IAnimalModule }

模块别名

模块的别名是一种用来简化其访问的方式，可以使用import关键字来定义一个别名，然后用这个别名来代替原来的名称，比如

// global.d.ts 
declare module global_type {
    export type IAnimal = {
        name?: string
    }
    export class Animal implements IAnimal { }
}

// src/index.ts
import Ani = global_type.Animal
import IAni = global_type.IAnimal
const ami: IAni = new Ani()

内部模块（命名空间）

因为1.5版本前的命名空间（namespace）是TS提出的模块理念，而上面说到的模块是JS中的ES标准，TypeScript对二者做了区分，所以它被称为内部模块。它同样是模块化机制的一员，它的作用是将全局的变量，函数，类等等封装在一个空间内，防止命名污染，冲突。官方比较推荐使用namespace来代替module的ESM模块系统写法，所以在使用模块的变量写法时，TS会将其转换成namespace

还记得上面说的ESM模块系统的导出方式吗？我们把代码中的module关键字换成namespace，就大功告成了，命名空间拥有模块的变量写法的特性。

namespace global_type {
    export type IAnimal = {
        name: string
    }
    export class Animal implements IAnimal {
        name: string
    }
}
const myObject: global_type.IAnimal = new global_type.Animal();

我们把代码放到一个文件中解析一下编译后的JS文件

var global_type;
(function (global_type) {
    class Animal {
        name;
    }
    global_type.Animal = Animal;
})(global_type || (global_type = {}));
const myObject = new global_type.Animal();

可以看到，代码中使用iife产生了一个私有的作用域并且定义了一个空对象，将命名空间导出的变量放至对象中。

思考一个问题，一个命名空间必须通过一处代码块定义吗？

答案是否定的，类似函数重载，命名空间的定义允许声明合并，将同名的命名空间对象进行合并（后面的文章会说到，留个悬念）

命名空间 OR 模块？

模块适用于需要动态加载、封装和复用代码的场景，比如Node.js应用、Web应用、npm包等。模块可以利用模块加载器（如CommonJS/Require.js）或支持ES模块的运行时来管理依赖和导入导出。模块是ES6标准的一部分，是现代代码的推荐组织方式。

命名空间适用于需要在全局范围内定义变量、函数、类、接口等的场景，比如Web应用中使用<script>标签引入所有依赖的HTML页面。命名空间可以避免全局变量的命名冲突，但也会增加组件依赖的难度，尤其是在大型应用中。

global关键字

在TS中declare global关键字用于向全局作用域中添加类型或变量的声明

以我的理解，global的使用方式应该和module以及namespace类似，照葫芦画瓢，使用global { ... }作为一个代码块表示全局的作用域，在里面定义的类型以及变量应该是能够在任意地方取到的

// global.d.ts 
declare global {
    type IDog = {
        name: string
    }
    let animal: IDog
}

// src/index.ts
animal = {
    name: "阿黄"
}

然而事情并没有这么简单，它会提示：全局范围的扩大仅可直接嵌套在外部模块中或环境模块声明中。

在官方给出的d.ts模板中，代码最后一行做了一个导出的操作

这是为何？

实际上这是为了解决TS编译器的一个问题，上面我们说到，如果声明文件d.ts没有使用export导出或者没有使用declare定义类型、变量，那么编译器就会报错，而使用declare global和使用declare module、declare namespace、declare type、declare interface都不一样，这些类型或者模块的定义就是导出声明，不需要进行额外的export。所以在定义（说是拓展比较贴切）全局的global时会在代码底部导出空对象，来声明这个文件是有导出的

上面我们提到：使用export关键字会使声明文件成为一个模块；如果使用了declare global和export { }，那么我们的全局变量和类型就不需要使用declare声明，可以直接写在declare global代码块中

下面是一个完整的示例

// global.d.ts 
declare global {
    type IDog = {
        name: string
    }
    let animal: IDog
}
export { }

// src/index.ts
animal = {
    name: "阿黄"
}

总结

文章写到这里也就结束了，本文简述了TS中模块的使用，针对声明文件，declare关键字，文件模块，命名空间以及全局global关键字这几个方面进行了介绍，同时提出了自己的看法及遇到的问题，希望能对你有帮助。

感谢你看到最后，如果觉得文章还不错的话，还请点赞收藏关注支持一下博主，对文章内容有任何问题还望在评论区留言或私信，感谢！

参考文章

命名空间和模块 - TypeScript 中文手册

TypeScript: Documentation - Global .d.ts

TypeScript: Documentation - Modules

typescript已经有模块系统了，为什么还需要namespace？ - 知乎

posted @ 2023-04-18 16:54 阿宇的编程之旅阅读(232) 评论(0) 编辑收藏举报来源

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