TypeScript非常优秀。它完美地结合了强类型和快速开发,因此非常好用,我在许多情况下都会默认选择这个库。但是,世上没有完美的语言,有些情况下TypeScript并不是最合适的工具:
- 性能至关重要(例如实时通信、视频游戏)
- 需要与原生代码(如C/C++或Rust)交互
- 需要更严格的类型系统(例如金融系统)
对于这些情况,TypeScript开发人员最好还是选用其他语言。C#、Go和Java都是非常好的选择。它们的速度远超 TypeScript,每种语言都有自己的长处。C#能与TypeScript配合得很好,我来解释一下为什么。
TypeScript 就是添加了 C# 的 JavaScript
C#能与TypeScript配合得很好,因为它们看上去就像是同一种语言。两者都是由Anders Hejlsberg设计的,而且从许多方面来看,TypeScript就是添加了C#的JavaScript。它们的特性和语法都很相似,因此在同一个项目中结合使用二者非常容易。更重要的是,C#的语言与TypeScript很相似,因此开发人员阅读和编写代码也非常轻松。相反,Go是一种完全不同的语言:没有类,没有继承,没有异常,没有包级别的封装(只有类级别的封装),而且语法也完全不同。当然这并不一定是坏事,但开发人员的确需要重新思考并用不同的方式设计代码,因此,同时使用Go和TypeScript是比较困难的。不过,Java与C#很相似,但依然缺乏许多C#和TypeScript都有的功能。
C#和TypeScript的相似之处
也许你已经知道,C#和TypeScript有很多相似之处,如基于C的语法、类、接口、泛型等。下面,我来详细列举一下二者的相似之处:
- async/await
- lambda表达式和函数式数组方法
- 用于处理空的操作符(?,!,??)
- 解构
- 命令行界面(CLI)
async/await
首先,C#和JavaScript都使用async/await来处理异步代码。在JavaScript中,异步操作用Promise表示,而应用程序可以await一个异步操作结束。C#中的Promise其实是Task,概念上与Promise完全相同,也有相应的方法。下面的例子演示了两种语言中async/await的用法:
1 async function fetchAndWriteToFile(url: string, filePath:string): Promise<string> { 2 // fetch() returns aPromise 3 const response = awaitfetch(url); 4 const text = awaitresponse.text(); 5 // By the way, we'reusing Deno (https://deno.land) 6 awaitDeno.writeTextFile(filePath, text); 7 return text; 8 }
TypeScript中async/await的例子
1 using System.IO; 2 using System.Net.Http; 3 using System.Threading.Tasks; 4 5 async Task<string> FetchAndWriteToFile(string url, stringfilePath) { 6 // HttpClient.GetAsync()returns a Task 7 var response = await newHttpClient().GetAsync(url); 8 var text = awaitresponse.Content.ReadAsStringAsync(); 9 awaitFile.WriteAllTextAsync(filePath, text); 10 return text; 11 }
C#中async/await的例子
下面是JavaScript的Promise API与等价的C# Task API:
Lambda表达式和函数式数组方法
C#和JavaScript都用熟悉的=>语法(即箭头函数)来表示lambda表达式。下面是TypeScript和C#的比较:
1 const months = ['January', 'February', 'March', 'April']; 2 const shortMonthNames = months.filter(month => month.length< 6); 3 const monthAbbreviations = months.map(month =>month.substr(0, 3)); 4 const monthStartingWithF = months.find(month => { 5 returnmonth.startsWith('F'); 6 });
TypeScript中使用lambda表达式
1 using System.Collections.Generic; 2 using System.Linq; 3 4 var months = new List<string> {"January","February", "March", "April"}; 5 var shortMonthNames = months.Where(month => month.Length <6); 6 var monthAbbreviations = months.Select(month =>month.Substring(0, 3)); 7 var monthStartingWithF = months.Find(month => { 8 returnmonth.StartsWith("F"); 9 });
C#中使用lambda表达式
上述示例演示了C#的System.Linq命名空间中的一些方法,相当于JavaScript的函数式数组方法。下面是JavaScript的数组方法与等价的C# Linq方法:
处理空操作符
C#和TypeScript处理空的特性也一样:
解构
尽管C#默认不支持数组或类的解构,但它支持Tuple和Record的解构,用户也可以为自定义类型定义解构。下面是TypeScript和C#中解构的例子:
const author = { firstName: 'Kurt', lastName: 'Vonnegut' }; // Destructuring an object: const { firstName, lastName } = author; const cityAndCountry = ['Indianapolis', 'United States']; // Destructuring an array: const [city, country] = cityAndCountry;
TypeScript中解构的例子
1 using System; 2 3 var author = new Author("Kurt", "Vonnegut"); 4 // Deconstructing a record: 5 var (firstName, lastName) = author; 6 7 var cityAndCountry = Tuple.Create("Indianapolis","United States"); 8 // Deconstructing a tuple: 9 var (city, country) = cityAndCountry; 10 11 // Define the Author record used above 12 record Author(string FirstName, string LastName);
C#中解构的例子
命令行界面(CLI)
我的开发方式是使用文本编辑器编写代码,然后在终端运行命令,构建并运行。对于TypeScript,这意味着需要使用node或deno命令行界面(CLI)。C#也有类似的CLI,名为dotnet(由C#的.NET运行时得名)。下面是使用dotnet CLI的一些例子:
1 mkdir app && cd app 2 # Create a new console application 3 # List of available app templates:https://docs.microsoft.com/dotnet/core/tools/dotnet-new 4 dotnet new console 5 # Run the app 6 dotnet run 7 # Run tests (don't feel bad if you haven't written those) 8 dotnet test 9 # Build the app as a self-contained 10 # single file application for Linux. 11 dotnet publish -c Release -r linux-x64
基本功能(类、泛型、错误和枚举)
这些是TypeScript和C#之间更基本的相似性。下面的例子是有关这几个方面的介绍:
1 import { v4 as uuidv4 } from'https://deno.land/std/uuid/mod.ts'; 2 3 enum AccountType { 4 Trial, 5 Basic, 6 Pro 7 } 8 9 interface Account { 10 id: string; 11 type: AccountType; 12 name: string; 13 } 14 15 interface Database<T> { 16 insert(item: T):Promise; 17 get(id: string):Promise<T>; 18 } 19 20 class AccountManager { 21 22 constructor(database:Database<Account>) { 23 this._database =database; 24 } 25 26 asynccreateAccount(type: AccountType, name: string) { 27 try { 28 const account = { 29 id: uuidv4(), 30 type, 31 name; 32 }; 33 awaitthis._database.insert(account); 34 } catch (error) { 35 console.error(`Anunexpected error occurred while creating an account. Name: ${name}, Error:${error}`); 36 } 37 } 38 39 private _database:Database<Account>; 40 }
TypeScript类的示例
1 using System; 2 using System.Threading.Tasks; 3 4 enum AccountType { 5 Trial, 6 Basic, 7 Pro 8 } 9 10 record Account(string Id, AccountType Type, string Name); 11 12 interface IDatabase<T> { 13 Task Insert(T item); 14 Task<T> Get(stringid); 15 } 16 17 class AccountManager { 18 19 publicAccountManager(IDatabase<Account> database) { 20 _database = database; 21 } 22 23 public async voidCreateAccount(AccountType type, string name) { 24 try { 25 var account = newAccount( 26 Guid.NewGuid().ToString(), 27 type, 28 name 29 ); 30 await_database.Insert(account) 31 } catch (Exceptionexception) { 32 Console.WriteLine($"An unexpected error occurred while creating anaccount. Name: {name}, Exception: {exception}"); 33 } 34 } 35 36 IDatabase<Account>_database; 37 }
C#类的示例
C#的其他优势
与TypeScript相似并不是C#的唯一优点,它还有其他优点:
- 与原生代码结合更容易
- 事件
- 其他功能
与原生代码结合
C#的最大优势之一就是它可以深入原生代码。本文开头提到,TypeScript并不擅长与C/C++代码结合。Node.js有一个支持原生C/C++的插件,名为Node-API,但是它需要为原生函数编写额外的C++包裹器,将原生类型转换成JavaScript对象,或相反,类似于JNI的工作方式。而C#可以直接调用原生函数,只需把库放到应用程序的bin目录下,然后将API定义为C#中的外部函数即可。然后就能像C#函数一样使用外部函数,.NET运行时会处理好C#数据类型与原生数据类型之间的转换。例如,如果原生库导出了下面的C函数:
1 int countOccurrencesOfCharacter(char *string, char character) { 2 int count = 0; 3 for (int i = 0;string[i] != '\0'; i++) { 4 if (string[i] ==character) { 5 count++; 6 } 7 } 8 return count; 9 }
那么可像下面这样从C#中调用:
1 using System; 2 using System.Runtime.InteropServices; 3 4 var count = MyLib.countOccurrencesOfCharacter("C# is prettyneat, eh?", 'e'); 5 // Prints "3" 6 Console.WriteLine(count); 7 8 class MyLib { 9 // Just placeMyLibraryName.so in the app's bin folder 10 [DllImport("MyLibraryName")] 11 public static externint countOccurrencesOfCharacter(string str, char character); 12 }
这种方法可以通过C连接访问任何动态库(.so、.dll或.dylib),也就是说,你可以轻松地调用C、C++、Rust、Go或其他语言编写的代码,只要编译成机器码即可。原生交互的其他应用还有:
- 将指针作为IntPtr传给原生对象
- 利用GetFunctionPointerForDelegate()将C#方法作为函数指针传给原生函数
- 使用Marshal.PtrToStringAnsi()将C字符串转换为C#字符串
- 转换结构和数组
事件
C#的一个独特的特性是,提供了一流的事件支持。在TypeScript中,你可以实现addEventListener()方法,让客户端监听事件,而C#有event关键字,可以用来定义事件,并通过简单的语法将事件通知给所有监听者(而不需要像TypeScript那样手动遍历所有事件监听者并在try/catch块中执行)。例如,我们可以让Connection类定义一个MessageReceived事件,如下所示:
1 class Connection { 2 // AnAction<string> is a callback that accepts a string parameter. 3 public eventAction<string> MessageReceived; 4 }
使用Connection代码可以通过+=操作符给MessageReceived添加一个处理函数,如下:
1 var connection = new Connection(); 2 connection.MessageReceived += (message) => { 3 Console.WriteLine("Message was received: " + message); 4 };
而Connection类可以在内部调用MessageReceived,为所有监听者触发MessageReceived事件:
1 // Raise the MessageReceived event 2 MessageReceived?.Invoke(message);
其他优势
- 性能:C#很快。C#的ASP.NET Web框架一直在Techempower的评测中名列前茅,而C#的.NET CoreCLR运行时的性能每个主要版本都在提高。C#拥有优良性能的原因之一是,通过使用结构而不是类,应用程序可以最小化甚至完全消除垃圾回收。因此,C#在视频游戏编程中非常流行。
- 游戏和混合现实:C#是游戏开发最流行的语言之一,像Unity、Godot甚至Unreal游戏引擎都使用了C#。C#在混合现实中也很流行,因为VR和AR应用程序都是用Unity编写的。
- 由于C#拥有第一方库、工具和文档,因此一些任务非常容易实现,比如,在C#中创建gRPC客户端要比TypeScript方便得多。相反,在Node.js中使用TypeScript时,就必须找出正确的模块和工具的组合,才能正确地生成JavaScript gRPC客户端,以及相应的TypeScript类型。
- 高级功能:C#有许多其他语言没有的功能,如运算符重载、析构函数等。
总结
如前所述,世上没有完美的语言。在设计语言时总要有所权衡,所以一些语言的速度更快,但使用难度会增加(例如Rust的借出检查)。另一方面,一些语言非常易用,但通常性能的优化难度就会增加(例如JavaScript的动态语言特性)。正因如此,我相信掌握一组相似的语言会非常有用:这些语言分别有各自的长处,但都很相似,而且能互相配合。例如,下面是我选择的一组语言:
TypeScript
- 最高层的语言,开发速度最快
- 性能并非最佳,但适用于大多数应用
- 不太适合与原生代码结合
C#
- 仍然是高级语言,支持垃圾回收,所以很容易使用,尽管并不如TypeScript那么容易。
- 从速度和内存占用量来看,其性能都优于 TypeScript
- 最重要的是,能够与底层很好地结合
C++
- 开发难度较大(例如需要手动内存管理),因此开发速度会慢很多
- 但运行时的性能最佳!而且随处可用,能与许多已有的软件相结合
- 很像C#,而且标准库很好,但也有许多陷阱(大多数与内存管理有关)。我更希望使用Rust,因为它的内存安全性更好,但我的许多工作都要与已有的C++代码结合,因此使用C++会更容易。