Розкриття екосистеми JavaScript: глибоке занурення у файли декларацій TypeScript

TypeScript здійснив революцію в сучасній веб-розробці, принісши статичну типізацію у динамічний світ JavaScript. Ця безпека типів надає неймовірні переваги: виявлення помилок на етапі компіляції, потужне автодоповнення в редакторі та значне полегшення підтримки великих кодових баз. Однак виникає серйозна проблема, коли ми хочемо використовувати величезну екосистему існуючих бібліотек JavaScript, більшість з яких не були написані на TypeScript. Як наш строго типізований код TypeScript розуміє структури, функції та змінні з нетипізованої бібліотеки JavaScript?

Відповідь криється у файлах декларацій TypeScript. Ці файли, що визначаються за розширенням .d.ts, є важливим мостом між світами TypeScript та JavaScript. Вони діють як креслення або API-контракт, описуючи типи сторонньої бібліотеки, не містячи її фактичної реалізації. У цьому вичерпному посібнику ми розглянемо все, що вам потрібно знати, щоб впевнено керувати визначеннями типів для будь-якої бібліотеки JavaScript у ваших проєктах на TypeScript.

Що таке файли декларацій TypeScript?

Уявіть, що ви найняли підрядника, який говорить іншою мовою. Щоб ефективно з ним працювати, вам знадобився б перекладач або детальний набір інструкцій мовою, яку ви обидва розумієте. Файл декларації виконує саме цю функцію для компілятора TypeScript (підрядника).

Файл .d.ts містить лише інформацію про типи. Він включає:

• Сигнатури функцій та методів (типи параметрів, типи повернення).
• Визначення змінних та їхніх типів.
• Інтерфейси та псевдоніми типів для складних об'єктів.
• Визначення класів, включно з їхніми властивостями та методами.
• Структури просторів імен та модулів.

Важливо, що ці файли не містять виконуваного коду. Вони призначені виключно для статичного аналізу. Коли ви імпортуєте бібліотеку JavaScript, таку як Lodash, у свій проєкт TypeScript, компілятор шукає відповідний файл декларації. Якщо він його знаходить, він може перевірити ваш код, надати інтелектуальне автодоповнення та переконатися, що ви правильно використовуєте бібліотеку. Якщо ні, він видасть помилку на кшталт: Could not find a declaration file for module 'lodash'.

Чому файли декларацій є обов'язковими для професійної розробки

Використання бібліотек JavaScript без належних визначень типів у проєкті TypeScript підриває саму причину використання TypeScript. Розглянемо простий сценарій з використанням популярної утилітарної бібліотеки Lodash.

Світ без визначень типів

Без файлу декларації TypeScript не має уявлення, що таке lodash і що він містить. Щоб просто змусити код скомпілюватися, у вас може виникнути спокуса використати швидке рішення, наприклад:

const _: any = require('lodash'); const users = [{ 'user': 'barney' }, { 'user': 'fred' }]; // Автодоповнення? Тут допомоги не буде. // Перевірка типів? Ні. Чи 'username' є правильною властивістю? // Компілятор це дозволяє, але код може впасти під час виконання. _.find(users, { username: 'fred' });

У цьому випадку змінна _ має тип any. Це фактично говорить TypeScript: "Не перевіряй нічого, що пов'язано з цією змінною". Ви втрачаєте всі переваги: ніякого автодоповнення, ніякої перевірки типів для аргументів і ніякої впевненості щодо типу, що повертається. Це сприятливе середовище для помилок під час виконання.

Світ з визначеннями типів

Тепер подивімося, що відбувається, коли ми надаємо необхідний файл декларації. Після встановлення типів (про що ми поговоримо далі), досвід кардинально змінюється:

import _ from 'lodash'; interface User { user: string; active?: boolean; } const users: User[] = [{ 'user': 'barney' }, { 'user': 'fred' }]; // 1. Редактор надає автодоповнення для 'find' та інших функцій lodash. // 2. При наведенні на 'find' відображається його повна сигнатура та документація. // 3. TypeScript бачить, що `users` — це масив об'єктів `User`. // 4. TypeScript знає, що предикат для `find` на `User[]` повинен включати `user` або `active`. // ПРАВИЛЬНО: TypeScript задоволений. const fred = _.find(users, { user: 'fred' }); // ПОМИЛКА: TypeScript виявляє помилку! // Властивість 'username' не існує в типі 'User'. const betty = _.find(users, { username: 'betty' });

Різниця колосальна. Ми отримуємо повну безпеку типів, кращий досвід розробника завдяки інструментам та значне зменшення потенційних помилок. Це професійний стандарт для роботи з TypeScript.

Ієрархія пошуку визначень типів

Отже, як отримати ці магічні файли .d.ts для ваших улюблених бібліотек? Існує добре налагоджений процес, який охоплює переважну більшість сценаріїв.

Крок 1: Перевірте, чи бібліотека містить власні типи

Найкращий сценарій — це коли бібліотека написана на TypeScript або її розробники надають офіційні файли декларацій у тому ж пакеті. Це стає все більш поширеним для сучасних, добре підтримуваних проєктів.

Як перевірити:

1. Встановіть бібліотеку як зазвичай: npm install axios
2. Загляньте всередину папки бібліотеки в node_modules/axios. Чи бачите ви там файли .d.ts?
3. Перевірте файл package.json бібліотеки на наявність поля "types" або "typings". Це поле прямо вказує на головний файл декларації. Наприклад, package.json Axios містить: "types": "index.d.ts".

Якщо ці умови виконані, ви все зробили! TypeScript автоматично знайде та використає ці вбудовані типи. Жодних подальших дій не потрібно.

Крок 2: Проєкт DefinitelyTyped (@types)

Для тисяч бібліотек JavaScript, які не містять власних типів, світова спільнота TypeScript створила неймовірний ресурс: DefinitelyTyped.

DefinitelyTyped — це централізований репозиторій на GitHub, керований спільнотою, який містить високоякісні файли декларацій для величезної кількості пакетів JavaScript. Ці визначення публікуються в реєстрі npm під скоупом @types.

Як його використовувати:

Якщо бібліотека, як-от lodash, не містить власних типів, ви просто встановлюєте відповідний пакет @types як залежність для розробки:

npm install --save-dev @types/lodash

Правило іменування просте та передбачуване: для пакета з назвою package-name його типи майже завжди будуть знаходитись за адресою @types/package-name. Ви можете шукати доступні типи на вебсайті npm або безпосередньо в репозиторії DefinitelyTyped.

Чому --save-dev? Файли декларацій потрібні лише під час розробки та компіляції. Вони не містять жодного коду, що виконується під час роботи програми, тому їх не слід включати до вашого фінального продакшн-пакунка. Встановлення їх як devDependency забезпечує це розділення.

Крок 3: Коли типів не існує - написання власних

Що робити, якщо ви використовуєте стару, нішеву або внутрішню приватну бібліотеку, яка не містить типів і відсутня на DefinitelyTyped? У цьому випадку вам потрібно засукати рукава і створити власний файл декларації. Хоча це може здатися складним, ви можете почати з простого і додавати більше деталей за потреби.

Швидке рішення: скорочена декларація зовнішнього модуля

Іноді вам просто потрібно, щоб ваш проєкт скомпілювався без помилок, поки ви розробляєте належну стратегію типізації. Ви можете створити файл у своєму проєкті (наприклад, declarations.d.ts або types/global.d.ts) і додати скорочену декларацію:

// у файлі .d.ts declare module 'some-untyped-library';

Це говорить TypeScript: "Повір мені, модуль з назвою 'some-untyped-library' існує. Просто розцінюй усе, що з нього імпортується, як тип any". Це пригнічує помилку компілятора, але, як ми вже обговорювали, жертвує всією безпекою типів для цієї бібліотеки. Це тимчасове рішення, а не довгострокове.

Створення базового власного файлу декларації

Кращий підхід — почати визначати типи для тих частин бібліотеки, які ви фактично використовуєте. Припустимо, у нас є проста бібліотека під назвою `string-utils`, яка експортує одну функцію.

// У node_modules/string-utils/index.js module.exports.capitalize = (str) => str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);

Ми можемо створити файл string-utils.d.ts у спеціальній директорії `types` у корені нашого проєкту.

// У my-project/types/string-utils.d.ts declare module 'string-utils' { export function capitalize(str: string): string; // Ви можете додати сюди інші визначення функцій, коли почнете їх використовувати // export function slugify(str: string): string; }

Тепер нам потрібно повідомити TypeScript, де знайти наші власні визначення типів. Ми робимо це в tsconfig.json:

{ "compilerOptions": { // ... інші опції "baseUrl": ".", "paths": { "*": ["types/*"] } } }

З такою конфігурацією, коли ви робите import { capitalize } from 'string-utils', TypeScript знайде ваш власний файл декларації та забезпечить визначену вами безпеку типів. Ви можете поступово розширювати цей файл, використовуючи більше функцій бібліотеки.

Занурюємось глибше: створення файлів декларацій

Розглянемо деякі більш просунуті концепції, з якими ви зіткнетеся під час написання або читання файлів декларацій.

Декларування різних видів експортів

Модулі JavaScript можуть експортувати дані різними способами. Ваш файл декларації повинен відповідати структурі експорту бібліотеки.

• Іменовані експорти: Це найпоширеніший випадок. Ми бачили його вище з `export function capitalize(...)`. Ви також можете експортувати константи, інтерфейси та класи.

declare module 'my-lib' { export const version: string; export interface Options { retries: number; } export function doSomething(options: Options): Promise; }

• Експорт за замовчуванням (Default Export): Для бібліотек, що використовують `export default`.

declare module 'my-default-lib' { // Для експорту функції за замовчуванням export default function myCoolFunction(): void; // Для експорту об'єкта за замовчуванням // const myLib = { name: 'lib', version: '1.0' }; // export default myLib; }

• Глобальні змінні UMD: Старі бібліотеки, розроблені для роботи в браузерах через тег <script>, часто прикріплюються до глобального об'єкта `window`. Ви можете декларувати ці глобальні змінні.

// Декларує глобальну змінну '$' певного типу declare var $: JQueryStatic;

• `export =` та `import = require()`: Цей синтаксис призначений для старих модулів CommonJS, які використовують `module.exports = ...`. Наприклад, якщо бібліотека робить `module.exports = myClass;`.

// у my-class.d.ts declare class MyClass { constructor(name: string); } export = MyClass; // у вашому app.ts import MyClass = require('my-class'); const instance = new MyClass('test');

Хоча це менш поширено з сучасними модулями ES, це критично важливо для сумісності з багатьма старими, але все ще широко використовуваними пакетами Node.js.

Розширення модулів: розширення існуючих типів

Однією з найпотужніших функцій є розширення модулів (також відоме як злиття декларацій). Це дозволяє додавати властивості до існуючих інтерфейсів, визначених у файлі декларації іншого пакета. Це надзвичайно корисно для бібліотек з плагінною архітектурою, як-от Express або Fastify.

Уявіть, що ви використовуєте проміжне програмне забезпечення (middleware) в Express, яке додає властивість `user` до об'єкта `Request`. Без розширення TypeScript скаржився б, що `user` не існує в `Request`.

Ось як ви можете повідомити TypeScript про цю нову властивість:

// у вашому файлі types/express.d.ts // Ми повинні імпортувати оригінальний тип, щоб його розширити import { UserProfile } from './auth'; // Припускаючи, що у вас є тип UserProfile // Повідомляємо TypeScript, що ми розширюємо модуль 'express-serve-static-core' declare module 'express-serve-static-core' { // Націлюємося на інтерфейс 'Request' всередині цього модуля interface Request { // Додаємо нашу власну властивість user?: UserProfile; } }

Тепер у всьому вашому додатку об'єкт `Request` з Express буде правильно типізований з необов'язковою властивістю `user`, і ви отримаєте повну безпеку типів та автодоповнення.

Директиви з трьома слешами

Іноді ви можете бачити коментарі на початку файлів .d.ts, які починаються з трьох слешів (///). Це директиви з трьома слешами, які діють як інструкції для компілятора.

• /// <reference types="..." />: Це найпоширеніша директива. Вона явно включає визначення типів іншого пакета як залежність. Наприклад, типи для плагіна WebdriverIO можуть містити /// <reference types="webdriverio" />, оскільки його власні типи залежать від основних типів WebdriverIO.
• /// <reference path="..." />: Використовується для оголошення залежності від іншого файлу в межах того ж проєкту. Це старіший синтаксис, значною мірою замінений імпортами модулів ES.

Найкращі практики управління файлами декларацій

1. Надавайте перевагу вбудованим типам: Обираючи між бібліотеками, віддавайте перевагу тим, які написані на TypeScript або містять власні офіційні визначення типів. Це свідчить про прихильність до екосистеми TypeScript.
2. Зберігайте @types у devDependencies: Завжди встановлюйте пакети @types за допомогою --save-dev або -D. Вони не потрібні для вашого продакшн-коду.
3. Узгоджуйте версії: Поширеним джерелом помилок є невідповідність між версією бібліотеки та версією її @types. Значне оновлення версії бібліотеки (наприклад, з v2 до v3), ймовірно, матиме несумісні зміни в її API, що має бути відображено в пакеті @types. Намагайтеся тримати їх у синхронізації.
4. Використовуйте tsconfig.json для контролю: Опції компілятора typeRoots та types у вашому tsconfig.json можуть надати вам детальний контроль над тим, де TypeScript шукає файли декларацій. typeRoots вказує компілятору, які папки перевіряти (за замовчуванням це ./node_modules/@types), а types дозволяє явно перерахувати, які пакети типів включати.
5. Робіть внесок у спільноту: Якщо ви написали вичерпний файл декларації для бібліотеки, у якої його немає, розгляньте можливість додати його до проєкту DefinitelyTyped. Це чудовий спосіб віддячити світовій спільноті розробників і допомогти тисячам інших.

Висновок: неоспівані герої безпеки типів

Файли декларацій TypeScript — це неоспівані герої, які уможливлюють безшовну інтеграцію динамічного, розгалуженого світу JavaScript у надійне, типізоване середовище розробки. Вони є критичною ланкою, що розширює можливості наших інструментів, запобігає незліченним помилкам і робить наші кодові бази більш стійкими та самодокументованими.

Розуміючи, як знаходити, використовувати і навіть створювати власні файли .d.ts, ви не просто виправляєте помилку компілятора — ви вдосконалюєте весь свій процес розробки. Ви розкриваєте повний потенціал як TypeScript, так і багатої екосистеми бібліотек JavaScript, створюючи потужну синергію, що призводить до кращого, надійнішого програмного забезпечення для глобальної аудиторії.