TypeScript kodo analizė: statinės analizės tipų šablonai

TypeScript, JavaScript supersetas, įneša statinį tipavimą į dinamišką žiniatinklio kūrimo pasaulį. Tai leidžia kūrėjams anksti nustatyti klaidas kūrimo cikle, pagerinti kodo palaikomumą ir padidinti bendrą programinės įrangos kokybę. Vienas galingiausių įrankių, leidžiančių pasinaudoti TypeScript pranašumais, yra statinė kodo analizė, ypač naudojant tipų šablonus. Šis įrašas nagrinės įvairias statinės analizės technikas ir tipų šablonus, kuriuos galite naudoti savo TypeScript projektams tobulinti.

Kas yra statinė kodo analizė?

Statinė kodo analizė yra derinimo metodas, tiriant išeities kodą prieš programos paleidimą. Ji apima kodo struktūros, priklausomybių ir tipų anotacijų analizavimą, siekiant nustatyti galimas klaidas, saugumo pažeidžiamumą ir kodavimo stiliaus pažeidimus. Skirtingai nuo dinaminės analizės, kuri vykdo kodą ir stebi jo elgseną, statinė analizė nagrinėja kodą ne paleidimo aplinkoje. Tai leidžia aptikti problemas, kurios gali būti ne iš karto akivaizdžios testuojant.

Statinės analizės įrankiai išanalizuoja išeities kodą į abstrakčią sintaksės medį (AST), kuris yra medžio formos kodo struktūros atvaizdavimas. Tada jie taiko taisykles ir šablonus šiam AST, kad nustatytų galimas problemas. Šio požiūrio pranašumas yra tas, kad jis gali aptikti platų problemų spektrą, nereikalaujant kodo vykdymo. Tai leidžia anksti nustatyti problemas kūrimo cikle, kol jos netapo sunkesnės ir brangesnės taisyti.

Statinės kodo analizės privalumai

• Ankstyvas klaidų aptikimas: Aptikti galimas klaidas ir tipų klaidas prieš paleidimą, sumažinant derinimo laiką ir pagerinant programos stabilumą.
• Pagerinta kodo kokybė: Įdiegti kodavimo standartus ir geriausią praktiką, kas veda prie labiau skaitomo, palaikomo ir nuoseklaus kodo.
• Padidintas saugumas: Nustatyti galimus saugumo pažeidžiamumus, tokius kaip tarpvietės scenarijus (XSS) ar SQL įterpimas, kol jie dar negali būti išnaudoti.
• Padidintas produktyvumas: Automatizuoti kodo peržiūras ir sumažinti rankiniam kodo tikrinimui skiriamą laiką.
• Refaktorizacijos saugumas: Užtikrinti, kad refaktorizacijos pakeitimai neįvestų naujų klaidų ar nepažeistų esamos funkcionalumo.

TypeScript tipų sistema ir statinė analizė

TypeScript tipų sistema yra statinės analizės galimybių pagrindas. Teikdami tipų anotacijas, kūrėjai gali nurodyti numatomus kintamųjų, funkcijų parametrų ir grąžinamųjų reikšmių tipus. TypeScript kompiliatorius tada naudoja šią informaciją, kad atliktų tipų patikrinimą ir nustatytų galimas tipų klaidas. Tipų sistema leidžia išreikšti sudėtingus ryšius tarp skirtingų jūsų kodo dalių, todėl programos tampa patikimesnės ir stabilesnės.

Pagrindinės TypeScript tipų sistemos savybės statinei analizei

• Tipų anotacijos: Aiškiu būdu deklaruoti kintamųjų, funkcijų parametrų ir grąžinimo reikšmių tipus.
• Tipų išvedimas: TypeScript gali automatiškai išvesti kintamųjų tipus, atsižvelgiant į jų naudojimą, kai kuriais atvejais sumažinant poreikį explicitinėms tipų anotacijoms.
• Sąsajos (Interfaces): Apibrėžti objektų sutartis, nurodant savybes ir metodus, kuriuos objektas turi turėti.
• Klasės: Pateikti objektų kūrimo šabloną, su paveldėjimo, inkapsuliacijos ir polimorfizmo palaikymu.
• Generikai: Rašyti kodą, kuris gali veikti su skirtingais tipais, nereikalaujant aiškiai nurodyti tipų.
• Sąjungos tipai (Union Types): Leisti kintamajam saugoti skirtingų tipų reikšmes.
• Sankirtos tipai (Intersection Types): Sujungti kelis tipus į vieną tipą.
• Sąlyginiai tipai (Conditional Types): Apibrėžti tipus, kurie priklauso nuo kitų tipų.
• Atvaizduoti tipai (Mapped Types): Transformuoti esamus tipus į naujus tipus.
• Naudingi tipai (Utility Types): Pateikti įmontuotų tipų transformacijų rinkinį, pvz., Partial, Readonly ir Pick.

Statinės analizės įrankiai, skirti TypeScript

Yra keletas įrankių, skirtų atlikti statinę analizę TypeScript kode. Šiuos įrankius galima integruoti į jūsų kūrimo eigą, kad automatiškai patikrintų jūsų kodą dėl klaidų ir užtikrintų kodavimo standartus. Gerai integruotas įrankių rinkinys gali žymiai pagerinti jūsų kodo bazės kokybę ir nuoseklumą.

Populiarūs TypeScript statinės analizės įrankiai

• ESLint: Plačiai naudojamas JavaScript ir TypeScript linteris, kuris gali nustatyti galimas klaidas, užtikrinti kodavimo stilius ir pasiūlyti patobulinimus. ESLint yra labai konfigūruojamas ir gali būti išplėstas su pasirinktinėmis taisyklėmis.
• TSLint (nebenaudojamas): Nors TSLint buvo pagrindinis linteris, skirtas TypeScript, jis buvo nebenaudojamas ir pakeistas ESLint. Esamos TSLint konfigūracijos gali būti perkeltos į ESLint.
• SonarQube: Išsami kodo kokybės platforma, palaikanti daugelį kalbų, įskaitant TypeScript. SonarQube teikia išsamias ataskaitas apie kodo kokybę, saugumo pažeidžiamumus ir techninę skolą.
• Codelyzer: Statinės analizės įrankis, skirtas specialiai Angular projektams, parašytiems TypeScript. Codelyzer užtikrina Angular kodavimo standartus ir geriausią praktiką.
• Prettier: Nuomonę turintis kodo formatuotojas, kuris automatiškai formatuoja jūsų kodą pagal nuoseklų stilių. Prettier gali būti integruotas su ESLint, siekiant užtikrinti tiek kodo stilių, tiek kodo kokybę.
• JSHint: Kitas populiarus JavaScript ir TypeScript linteris, galintis nustatyti galimas klaidas ir užtikrinti kodavimo stilius.

Statinės analizės tipų šablonai TypeScript

Tipų šablonai yra daugkartinio naudojimo sprendimai įprastoms programavimo problemoms, kurie išnaudoja TypeScript tipų sistemą. Jie gali būti naudojami kodo skaitomumui, palaikomumui ir teisingumui pagerinti. Šie šablonai dažnai apima pažangias tipų sistemos savybes, tokias kaip generikai, sąlyginiai tipai ir atvaizduoti tipai.

1. Diskriminuotos sąjungos

Diskriminuotos sąjungos, taip pat žinomos kaip žymėtos sąjungos, yra galingas būdas atvaizduoti reikšmę, kuri gali būti vienas iš kelių skirtingų tipų. Kiekvienas sąjungos tipas turi bendrą lauką, vadinamą diskriminantu, kuris identifikuoja reikšmės tipą. Tai leidžia lengvai nustatyti, su kokiu reikšmės tipu dirbate, ir atitinkamai jį tvarkyti.

Pavyzdys: API atsakymo atvaizdavimas

Apsvarstykite API, kuri gali grąžinti arba sėkmingą atsakymą su duomenimis, arba klaidos atsakymą su klaidos pranešimu. Tam atvaizduoti gali būti naudojama diskriminuota sąjunga:

interface Success {
  status: "success";
  data: any;
}

interface Error {
  status: "error";
  message: string;
}

type ApiResponse = Success | Error;

function handleResponse(response: ApiResponse) {
  if (response.status === "success") {
    console.log("Data:", response.data);
  } else {
    console.error("Error:", response.message);
  }
}

const successResponse: Success = { status: "success", data: { name: "John", age: 30 } };
const errorResponse: Error = { status: "error", message: "Invalid request" };

handleResponse(successResponse);
handleResponse(errorResponse);

Šiame pavyzdyje status laukas yra diskriminantas. Funkcija handleResponse gali saugiai pasiekti data lauką iš Success atsakymo ir message lauką iš Error atsakymo, nes TypeScript žino, su kokio tipo reikšme ji dirba, remdamasi status lauko reikšme.

2. Atvaizduoti tipai transformacijai

Atvaizduoti tipai leidžia kurti naujus tipus, transformuojant esamus tipus. Jie ypač naudingi kuriant naudingus tipus, kurie modifikuoja esamo tipo savybes. Tai gali būti naudojama kuriant tik skaitymui skirtus, dalinius arba privalomus tipus.

Pavyzdys: Savybių padarymas tik skaitymui

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

type ReadonlyPerson = Readonly<Person>;

const person: ReadonlyPerson = { name: "Alice", age: 25 };

// person.age = 30; // Klaida: Negalima priskirti 'age', nes tai yra tik skaitymui skirta savybė.

Readonly<T> naudingas tipas transformuoja visas tipo T savybes į tik skaitymui skirtas. Tai apsaugo nuo atsitiktinio objekto savybių modifikavimo.

Pavyzdys: Savybių padarymas pasirinktinėmis

interface Config {
  apiEndpoint: string;
  timeout: number;
  retries?: number;
}

type PartialConfig = Partial<Config>;

const partialConfig: PartialConfig = { apiEndpoint: "https://example.com" }; // Gerai

function initializeConfig(config: Config): void {
    console.log(`API galutinis taškas: ${config.apiEndpoint}, skirtasis laikas: ${config.timeout}, bandymai: ${config.retries}`);
}

// Tai sukels klaidą, nes retries gali būti nenurodytas.
//initializeConfig(partialConfig);

const completeConfig: Config = { apiEndpoint: "https://example.com", timeout: 5000, retries: 3 };

initializeConfig(completeConfig);

function processConfig(config: Partial<Config>) {
    const apiEndpoint = config.apiEndpoint ?? "";
    const timeout = config.timeout ?? 3000;
    const retries = config.retries ?? 1;
    console.log(`Konfigūracija: apiEndpoint=${apiEndpoint}, timeout=${timeout}, retries=${retries}`);
}

processConfig(partialConfig);
processConfig(completeConfig);

Partial<T> naudingas tipas transformuoja visas tipo T savybes į pasirinktines. Tai naudinga, kai norite sukurti objektą tik su kai kuriomis nurodyto tipo savybėmis.

3. Sąlyginiai tipai dinaminei tipų nustatymo galimybei

Sąlyginiai tipai leidžia apibrėžti tipus, kurie priklauso nuo kitų tipų. Jie pagrįsti sąlyginiu išraiška, kuri įvertinama į vieną tipą, jei sąlyga yra teisinga, ir į kitą tipą, jei sąlyga yra klaidinga. Tai leidžia sukurti labai lanksčias tipų apibrėžtis, kurios prisitaiko prie skirtingų situacijų.

Pavyzdys: Funkcijos grąžinimo tipo išskyrimas

type ReturnType<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

function fetchData(url: string): Promise<string> {
  return Promise.resolve("Duomenys iš " + url);
}

type FetchDataReturnType = ReturnType<typeof fetchData>; // Promise<string>

function calculate(x:number, y:number): number {
    return x + y;
}

type CalculateReturnType = ReturnType<typeof calculate>; // number

ReturnType<T> naudingas tipas išskiria funkcijos tipo T grąžinimo tipą. Jei T yra funkcijos tipas, tipų sistema išskiria grąžinimo tipą R ir jį grąžina. Priešingu atveju, ji grąžina any.

4. Tipų apsaugos tipų susiaurinimui

Tipų apsaugos yra funkcijos, kurios susiaurina kintamojo tipą tam tikroje srityje. Jos leidžia saugiai pasiekti kintamojo savybes ir metodus, remiantis jo susiaurintu tipu. Tai yra būtina dirbant su sąjungos tipais arba kintamaisiais, kurie gali būti kelių tipų.

Pavyzdys: Konkretaus tipo tikrinimas sąjungoje

interface Circle {
  kind: "circle";
  radius: number;
}

interface Square {
  kind: "square";
  side: number;
}

type Shape = Circle | Square;

function isCircle(shape: Shape): shape is Circle {
  return shape.kind === "circle";
}

function getArea(shape: Shape): number {
  if (isCircle(shape)) {
    return Math.PI * shape.radius * shape.radius;
  } else {
    return shape.side * shape.side;
  }
}

const circle: Circle = { kind: "circle", radius: 5 };
const square: Square = { kind: "square", side: 10 };

console.log("Apskritimo plotas:", getArea(circle));
console.log("Kvadrato plotas:", getArea(square));

Funkcija isCircle yra tipo apsauga, kuri patikrina, ar Shape yra Circle. Viduje if bloko, TypeScript žino, kad shape yra Circle ir leidžia saugiai pasiekti radius savybę.

5. Generikų apribojimai tipų saugumui

Generikų apribojimai leidžia apriboti tipus, kurie gali būti naudojami su generiniu tipo parametru. Tai užtikrina, kad generinis tipas gali būti naudojamas tik su tipais, turinčiais tam tikras savybes ar metodus. Tai pagerina tipų saugumą ir leidžia rašyti konkretesnį ir patikimesnį kodą.

Pavyzdys: Užtikrinimas, kad generinis tipas turi konkrečią savybę

interface Lengthy {
  length: number;
}

function logLength<T extends Lengthy>(obj: T) {
  console.log(obj.length);
}

logLength("Sveiki"); // Gerai
logLength([1, 2, 3]); // Gerai

//logLength({ value: 123 }); // Klaida: Argumento tipas '{ value: number; }' negali būti priskirtas parametro tipui 'Lengthy'.
//  Savybė 'length' trūksta tipe '{ value: number; }', bet yra reikalinga tipe 'Lengthy'.

Apribojimas <T extends Lengthy> užtikrina, kad generinis tipas T turi turėti length savybę, kurios tipas yra number. Tai apsaugo nuo funkcijos iškvietimo su tipais, kurie neturi length savybės, pagerinant tipų saugumą.

6. Naudingi tipai bendroms operacijoms

TypeScript suteikia daug įmontuotų naudingų tipų, kurie atlieka įprastas tipų transformacijas. Šie tipai gali supaprastinti jūsų kodą ir padaryti jį lengviau skaitomą. Tai apima `Partial`, `Readonly`, `Pick`, `Omit`, `Record` ir kitus.

Pavyzdys: Naudojant Pick ir Omit

interface User {
  id: number;
  name: string;
  email: string;
  createdAt: Date;
}

// Sukurti tipą tik su id ir name
type PublicUser = Pick<User, "id" | "name">;

// Sukurti tipą be createdAt savybės
type UserWithoutCreatedAt = Omit<User, "createdAt">;

const publicUser: PublicUser = { id: 123, name: "Bob" };
const userWithoutCreatedAt: UserWithoutCreatedAt = { id: 456, name: "Charlie", email: "charlie@example.com" };

console.log(publicUser);
console.log(userWithoutCreatedAt);

Pick<T, K> naudingas tipas sukuria naują tipą, pasirenkant tik savybes, nurodytas K iš tipo T. Omit<T, K> naudingas tipas sukuria naują tipą, išskiriant savybes, nurodytas K iš tipo T.

Praktinės programos ir pavyzdžiai

Šie tipų šablonai yra ne tik teorinės koncepcijos; jie turi praktinį pritaikymą realaus pasaulio TypeScript projektuose. Štai keletas pavyzdžių, kaip galite juos naudoti savo projektuose:

1. API kliento generavimas

Kurdamas API klientą, galite naudoti diskriminuotas sąjungas, kad atvaizduotumėte skirtingus atsakymų tipus, kuriuos API gali grąžinti. Taip pat galite naudoti atvaizduotus tipus ir sąlyginius tipus, kad generuotumėte tipus API užklausų ir atsakymų kūnams.

2. Formų validavimas

Tipų apsaugos gali būti naudojamos formos duomenims patvirtinti ir užtikrinti, kad jie atitiktų tam tikrus kriterijus. Taip pat galite naudoti atvaizduotus tipus, kad sukurtumėte tipus formos duomenims ir validacijos klaidoms.

3. Būsenos valdymas

Diskriminuotos sąjungos gali būti naudojamos atvaizduoti skirtingas programos būsenas. Taip pat galite naudoti sąlyginius tipus, kad apibrėžtumėte tipus veiksmams, kurie gali būti atliekami su būsena.

4. Duomenų transformavimo konvejerio linijos

Galite apibrėžti transformacijų seriją kaip konvejerio liniją, naudodami funkcijų kompoziciją ir generikus, kad užtikrintumėte tipų saugumą viso proceso metu. Tai užtikrina, kad duomenys išlieka nuoseklūs ir tikslūs, judėdami per skirtingus konvejerio etapus.

Statinės analizės integravimas į jūsų darbo eigą

Norint maksimaliai išnaudoti statinę analizę, svarbu ją integruoti į savo kūrimo eigą. Tai reiškia, kad statinės analizės įrankiai turi būti paleidžiami automatiškai, kai tik atliekate pakeitimus savo kode. Štai keletas būdų, kaip integruoti statinę analizę į savo darbo eigą:

• Redaktoriaus integravimas: Integruokite ESLint ir Prettier į savo kodo redaktorių, kad gautumėte realaus laiko atsiliepimus apie savo kodą, kai rašote.
• Git Hooks: Naudokite Git kabliukus (hooks), kad paleistumėte statinės analizės įrankius prieš įsipareigodami (commit) arba siųsdami (push) savo kodą. Tai neleidžia kodui, kuris pažeidžia kodavimo standartus ar turi galimų klaidų, būti įsipareigotam į saugyklą.
• Nuolatinė integracija (CI): Integruokite statinės analizės įrankius į savo CI konvejerį, kad automatiškai patikrintų jūsų kodą, kai tik naujas įsipareigojimas (commit) yra įkeliamas į saugyklą. Tai užtikrina, kad visi kodo pakeitimai yra patikrinami dėl klaidų ir kodavimo stiliaus pažeidimų, prieš jiems įdiegiant į produkciją. Populiarios CI/CD platformos, tokios kaip Jenkins, GitHub Actions ir GitLab CI/CD, palaiko integravimą su šiais įrankiais.

Geriausia praktika TypeScript kodo analizei

Štai keletas geriausių praktikų, kurių reikia laikytis naudojant TypeScript kodo analizę:

• Įjungti griežtąjį režimą: Įjunkite TypeScript griežtąjį režimą, kad aptiktumėte daugiau galimų klaidų. Griežtas režimas įjungia keletą papildomų tipų patikrinimo taisyklių, kurios gali padėti rašyti patikimesnį ir stabilesnį kodą.
• Rašykite aiškias ir glaustas tipų anotacijas: Naudokite aiškias ir glaustas tipų anotacijas, kad jūsų kodas būtų lengviau suprantamas ir palaikomas.
• Konfigūruokite ESLint ir Prettier: Konfigūruokite ESLint ir Prettier, kad užtikrintumėte kodavimo standartus ir geriausią praktiką. Įsitikinkite, kad pasirinkote taisyklių rinkinį, tinkamą jūsų projektui ir jūsų komandai.
• Reguliariai peržiūrėkite ir atnaujinkite savo konfigūraciją: Projektui vystantis, svarbu reguliariai peržiūrėti ir atnaujinti statinės analizės konfigūraciją, kad ji išliktų veiksminga.
• Nedelsiant spręskite problemas: Nedelsiant spręskite visas problemas, kurias nustatė statinės analizės įrankiai, kad jos netaptų sunkesnės ir brangesnės taisyti.

Išvada

TypeScript statinės analizės galimybės, kartu su tipų šablonų galia, siūlo patikimą požiūrį į aukštos kokybės, palaikomos ir patikimos programinės įrangos kūrimą. Naudodami šias technikas, kūrėjai gali anksti aptikti klaidas, užtikrinti kodavimo standartus ir pagerinti bendrą kodo kokybę. Statinės analizės integravimas į jūsų kūrimo eigą yra esminis žingsnis užtikrinant jūsų TypeScript projektų sėkmę.

Nuo paprastų tipų anotacijų iki pažangių technikų, tokių kaip diskriminuotos sąjungos, atvaizduoti tipai ir sąlyginiai tipai, TypeScript suteikia gausų įrankių rinkinį sudėtingiems ryšiams tarp skirtingų jūsų kodo dalių išreikšti. Įvaldę šiuos įrankius ir integravę juos į savo kūrimo eigą, galite žymiai pagerinti savo programinės įrangos kokybę ir patikimumą.

Nenuvertinkite linterių, tokių kaip ESLint, ir formatuotojų, tokių kaip Prettier, galios. Šių įrankių integravimas į jūsų redaktorių ir CI/CD konvejerį gali padėti jums automatiškai užtikrinti kodavimo stilius ir geriausią praktiką, kas veda prie nuoseklesnio ir palaikomo kodo. Reguliarūs statinės analizės konfigūracijos peržiūros ir greitas dėmesys praneštoms problemoms taip pat yra labai svarbūs, siekiant užtikrinti, kad jūsų kodas išliktų aukštos kokybės ir be galimų klaidų.

Galų gale, investavimas į statinę analizę ir tipų šablonus yra investicija į ilgalaikę jūsų TypeScript projektų sveikatą ir sėkmę. Priimdami šias technikas, galite kurti programinę įrangą, kuri yra ne tik funkcionali, bet ir patikima, palaikoma bei maloni dirbti.