TypeScript d.ts 类型声明文件

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简介 #

单独使用的模块，一般会同时提供一个单独的类型声明文件（declaration file），把本模块的外部接口的所有类型都写在这个文件里面，便于模块使用者了解接口，也便于编译器检查使用者的用法是否正确。

类型声明文件里面只有类型代码，没有具体的代码实现。它的文件名一般为[模块名].d.ts的形式，其中的d表示 declaration（声明）。

举例来说，有一个模块的代码如下。

const maxInterval = 12;

function getArrayLength(arr) {
  return arr.length;
}

module.exports = {
  getArrayLength,
  maxInterval,
};

它的类型声明文件可以写成下面这样。

export function getArrayLength(arr: any[]): number;
export const maxInterval: 12;

类型声明文件也可以使用export =命令，输出对外接口。下面是 moment 模块的类型声明文件的例子。

declare module 'moment' {
  function moment(): any;
  export = moment;
}

上面示例中，模块moment内部有一个函数moment()，而export =表示module.exports输出的就是这个函数。

除了使用export =，模块输出在类型声明文件中，也可以使用export default表示。

// 模块输出
module.exports = 3.142;

// 类型输出文件
// 写法一
declare const pi: number;
export default pi;

// 写法二
declare const pi: number;
export= pi;

上面示例中，模块输出的是一个整数，那么可以用export default或export =表示输出这个值。

下面是一个如何使用类型声明文件的简单例子。有一个类型声明文件types.d.ts。

// types.d.ts
export interface Character {
  catchphrase?: string;
  name: string;
}

然后，就可以在 TypeScript 脚本里面导入该文件声明的类型。

// index.ts
import { Character } from "./types";

export const character:Character = {
  catchphrase: "Yee-haw!",
  name: "Sandy Cheeks",
};

类型声明文件也可以包括在项目的 tsconfig.json 文件里面，这样的话，编译器打包项目时，会自动将类型声明文件加入编译，而不必在每个脚本里面加载类型声明文件。比如，moment 模块的类型声明文件是moment.d.ts，使用 moment 模块的项目可以将其加入项目的 tsconfig.json 文件。

{
  "compilerOptions": {},
  "files": [
    "src/index.ts",
    "typings/moment.d.ts"
  ]
}

类型声明文件的来源 #

类型声明文件主要有以下三种来源。

  • TypeScript 编译器自动生成。
  • TypeScript 内置类型文件。
  • 外部模块的类型声明文件，需要自己安装。

自动生成 #

只要使用编译选项declaration，编译器就会在编译时自动生成单独的类型声明文件。

下面是在tsconfig.json文件里面，打开这个选项。

{
  "compilerOptions": {
    "declaration": true
  }
}

你也可以在命令行打开这个选项。

$ tsc --declaration

内置声明文件 #

安装 TypeScript 语言时，会同时安装一些内置的类型声明文件，主要是内置的全局对象（JavaScript 语言接口和运行环境 API）的类型声明。

这些内置声明文件位于 TypeScript 语言安装目录的lib文件夹内，数量大概有几十个，下面是其中一些主要文件。

  • lib.d.ts
  • lib.dom.d.ts
  • lib.es2015.d.ts
  • lib.es2016.d.ts
  • lib.es2017.d.ts
  • lib.es2018.d.ts
  • lib.es2019.d.ts
  • lib.es2020.d.ts
  • lib.es5.d.ts
  • lib.es6.d.ts

这些内置声明文件的文件名统一为“lib.[description].d.ts”的形式，其中description部分描述了文件内容。比如，lib.dom.d.ts这个文件就描述了 DOM 结构的类型。

如果开发者想了解全局对象的类型接口（比如 ES6 全局对象的类型），那么就可以去查看这些内置声明文件。

TypeScript 编译器会自动根据编译目标target的值，加载对应的内置声明文件，所以不需要特别的配置。但是，可以使用编译选项lib，指定加载哪些内置声明文件。

{
  "compilerOptions": {
    "lib": ["dom", "es2021"]
  }
}

上面示例中，lib选项指定加载dom和es2021这两个内置类型声明文件。

编译选项noLib会禁止加载任何内置声明文件。

外部类型声明文件 #

如果项目中使用了外部的某个第三方代码库，那么就需要这个库的类型声明文件。

这时又分成三种情况。

（1）这个库自带了类型声明文件。

一般来说，如果这个库的源码包含了[vendor].d.ts文件，那么就自带了类型声明文件。其中的vendor表示这个库的名字，比如moment这个库就自带moment.d.ts。使用这个库可能需要单独加载它的类型声明文件。

（2）这个库没有自带，但是可以找到社区制作的类型声明文件。

第三方库如果没有提供类型声明文件，社区往往会提供。TypeScript 社区主要使用 DefinitelyTyped 仓库，各种类型声明文件都会提交到那里，已经包含了几千个第三方库。

这些声明文件都会作为一个单独的库，发布到 npm 的@types名称空间之下。比如，jQuery 的类型声明文件就发布成@types/jquery这个库，使用时安装这个库就可以了。

$ npm install @types/jquery --save-dev

执行上面的命令，@types/jquery这个库就安装到项目的node_modules/@types/jquery目录，里面的index.d.ts文件就是 jQuery 的类型声明文件。如果类型声明文件不是index.d.ts，那么就需要在package.json的types或typings字段，指定类型声明文件的文件名。

TypeScript 会自动加载node_modules/@types目录下的模块，但可以使用编译选项typeRoots改变这种行为。

{
  "compilerOptions": {
    "typeRoots": ["./typings", "./vendor/types"]
  }
}

上面示例表示，TypeScript 不再去node_modules/@types目录，而是去跟当前tsconfig.json同级的typings和vendor/types子目录，加载类型模块了。

默认情况下，TypeScript 会自动加载typeRoots目录里的所有模块，编译选项types可以指定加载哪些模块。

{
  "compilerOptions": {
    "types" : ["jquery"]
  }
}

上面设置中，types属性是一个数组，成员是所要加载的类型模块，要加载几个模块，这个数组就有几个成员，每个类型模块在typeRoots目录下都有一个自己的子目录。这样的话，TypeScript 就会自动去jquery子目录，加载 jQuery 的类型声明文件。

（3）找不到类型声明文件，需要自己写。

有时实在没有第三方库的类型声明文件，又很难完整给出该库的类型描述，这时你可以告诉 TypeScript 相关对象的类型是any。比如，使用 jQuery 的脚本可以写成下面这样。

declare var $:any

// 或者
declare type JQuery = any;
declare var $:JQuery;

上面代码表示，jQuery 的$对象是外部引入的，类型是any，也就是 TypeScript 不用对它进行类型检查。

也可以采用下面的写法，将整个外部模块的类型设为any。

declare module '模块名';

有了上面的命令，指定模块的所有接口都将视为any类型。

declare 关键字 #

类型声明文件只包含类型描述，不包含具体实现，所以非常适合使用 declare 语句来描述类型。declare 关键字的具体用法，详见《declare 关键字》一章，这里讲解如何在类型声明文件里面使用它。

类型声明文件里面，变量的类型描述必须使用declare命令，否则会报错，因为变量声明语句是值相关代码。

declare let foo:string;

interface 类型有没有declare都可以，因为 interface 是完全的类型代码。

interface Foo {} // 正确
declare interface Foo {} // 正确

类型声明文件里面，顶层可以使用export命令，也可以不用，除非使用者脚本会显式使用export命令输入类型。

export interface Data {
  version: string;
}

下面是类型声明文件的一些例子。先看 moment 模块的类型描述文件moment.d.ts。

declare module 'moment' {
  export interface Moment {
    format(format:string): string;

    add(
      amount: number,
      unit: 'days' | 'months' | 'years'
    ): Moment;

    subtract(
      amount:number,
      unit:'days' | 'months' | 'years'
    ): Moment;
  }

  function moment(
    input?: string | Date
  ): Moment;

  export default moment;
}

上面示例中，可以注意一下默认接口moment()的写法。

下面是 D3 库的类型声明文件D3.d.ts。

declare namespace D3 {
  export interface Selectors {
    select: {
      (selector: string): Selection;
      (element: EventTarget): Selection;
    };
  }

  export interface Event {
    x: number;
    y: number;
  }

  export interface Base extends Selectors {
    event: Event;
  }
}

declare var d3: D3.Base;

模块发布 #

当前模块如果包含自己的类型声明文件，可以在 package.json 文件里面添加一个types字段或typings字段，指明类型声明文件的位置。

{
  "name": "awesome",
  "author": "Vandelay Industries",
  "version": "1.0.0",
  "main": "./lib/main.js",
  "types": "./lib/main.d.ts"
}

上面示例中，types字段给出了类型声明文件的位置。

注意，如果类型声明文件名为index.d.ts，且在项目的根目录中，那就不需要在package.json里面注明了。

有时，类型声明文件会单独发布成一个 npm 模块，这时用户就必须同时加载该模块。

{
  "name": "browserify-typescript-extension",
  "author": "Vandelay Industries",
  "version": "1.0.0",
  "main": "./lib/main.js",
  "types": "./lib/main.d.ts",
  "dependencies": {
    "browserify": "latest",
    "@types/browserify": "latest",
    "typescript": "next"
  }
}

上面示例是一个模块的 package.json 文件，该模块需要 browserify 模块。由于后者的类型声明文件是一个单独的模块@types/browserify，所以还需要加载那个模块。

三斜杠命令 #

如果类型声明文件的内容非常多，可以拆分成多个文件，然后入口文件使用三斜杠命令，加载其他拆分后的文件。

举例来说，入口文件是main.d.ts，里面的接口定义在interfaces.d.ts，函数定义在functions.d.ts。那么，main.d.ts里面可以用三斜杠命令，加载后面两个文件。

/// <reference path="./interfaces.d.ts" />
/// <reference path="./functions.d.ts" />

三斜杠命令（///）是一个 TypeScript 编译器命令，用来指定编译器行为。它只能用在文件的头部，如果用在其他地方，会被当作普通的注释。另外，若一个文件中使用了三斜线命令，那么在三斜线命令之前只允许使用单行注释、多行注释和其他三斜线命令，否则三斜杠命令也会被当作普通的注释。

除了拆分类型声明文件，三斜杠命令也可以用于普通脚本加载类型声明文件。

三斜杠命令主要包含三个参数，代表三种不同的命令。

  • path
  • types
  • lib

下面依次进行讲解。

/// <reference path="" /> #

/// <reference path="" />是最常见的三斜杠命令，告诉编译器在编译时需要包括的文件，常用来声明当前脚本依赖的类型文件。

/// <reference path="./lib.ts" />

let count = add(1, 2);

上面示例表示，当前脚本依赖于./lib.ts，里面是add()的定义。编译当前脚本时，还会同时编译./lib.ts。编译产物会有两个 JS 文件，一个当前脚本，另一个就是./lib.js。

下面的例子是当前脚本依赖于 Node.js 类型声明文件。

/// <reference path="node.d.ts"/>
import * as URL from "url";
let myUrl = URL.parse("https://www.typescriptlang.org");

编译器会在预处理阶段，找出所有三斜杠引用的文件，将其添加到编译列表中，然后一起编译。

path参数指定了所引入文件的路径。如果该路径是一个相对路径，则基于当前脚本的路径进行计算。

使用该命令时，有以下两个注意事项。

  • path参数必须指向一个存在的文件，若文件不存在会报错。
  • path参数不允许指向当前文件。

默认情况下，每个三斜杠命令引入的脚本，都会编译成单独的 JS 文件。如果希望编译后只产出一个合并文件，可以使用编译选项outFile。但是，outFile编译选项不支持合并 CommonJS 模块和 ES 模块，只有当编译参数module的值设为 None、System 或 AMD 时，才能编译成一个文件。

如果打开了编译参数noResolve，则忽略三斜杠指令。将其当作一般的注释，原样保留在编译产物中。

/// <reference types="" /> #

types 参数用来告诉编译器当前脚本依赖某个 DefinitelyTyped 类型库，通常安装在node_modules/@types目录。

types 参数的值是类型库的名称，也就是安装到node_modules/@types目录中的子目录的名字。

/// <reference types="node" />

上面示例中，这个三斜杠命令表示编译时添加 Node.js 的类型库，实际添加的脚本是node_modules目录里面的@types/node/index.d.ts。

可以看到，这个命令的作用类似于import命令。

注意，这个命令只在你自己手写类型声明文件（.d.ts文件）时，才有必要用到，也就是说，只应该用在.d.ts文件中，普通的.ts脚本文件不需要写这个命令。如果是普通的.ts脚本，可以使用tsconfig.json文件的types属性指定依赖的类型库。

/// <reference lib="" /> #

/// <reference lib="..." />命令允许脚本文件显式包含内置 lib 库，等同于在tsconfig.json文件里面使用lib属性指定 lib 库。

前文说过，安装 TypeScript 软件包时，会同时安装一些内置的类型声明文件，即内置的 lib 库。这些库文件位于 TypeScript 安装目录的lib文件夹中，它们描述了 JavaScript 语言和引擎的标准 API。

库文件并不是固定的，会随着 TypeScript 版本的升级而更新。库文件统一使用“lib.[description].d.ts”的命名方式，而/// <reference lib="" />里面的lib属性的值就是库文件名的description部分，比如lib="es2015"就表示加载库文件lib.es2015.d.ts。

/// <reference lib="es2017.string" />

上面示例中，es2017.string对应的库文件就是lib.es2017.string.d.ts。

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