C# 是 TypeScript 的最佳替補？
作者 | Nate Hill
譯者 | 彎月
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
TypeScript非常優(yōu)秀。它完美地結合了強類型和快速開發(fā)，因此非常好用，我在許多情況下都會默認選擇這個庫。但是，世上沒有完美的語言，有些情況下TypeScript并不是最合適的工具：
性能至關重要（例如實時通信、視頻游戲） 需要與原生代碼（如C/C++或Rust）交互 需要更嚴格的類型系統(tǒng)（例如金融系統(tǒng)）
對于這些情況，TypeScript開發(fā)人員最好還是選用其他語言。C#、Go和Java都是非常好的選擇。它們的速度遠超 TypeScript，每種語言都有自己的長處。C#能與TypeScript配合得很好，我來解釋一下為什么。
1. TypeScript 就是添加了 C# 的 JavaScript
C#能與TypeScript配合得很好，因為它們看上去就像是同一種語言。兩者都是由Anders Hejlsberg設計的，而且從許多方面來看，TypeScript就是添加了C#的JavaScript。它們的特性和語法都很相似，因此在同一個項目中結合使用二者非常容易。更重要的是，C#的語言與TypeScript很相似，因此開發(fā)人員閱讀和編寫代碼也非常輕松。相反，Go是一種完全不同的語言：沒有類，沒有繼承，沒有異常，沒有包級別的封裝（只有類級別的封裝），而且語法也完全不同。當然這并不一定是壞事，但開發(fā)人員的確需要重新思考并用不同的方式設計代碼，因此，同時使用Go和TypeScript是比較困難的。不過，Java與C#很相似，但依然缺乏許多C#和TypeScript都有的功能。
2. C#和TypeScript的相似之處
也許你已經(jīng)知道，C#和TypeScript有很多相似之處，如基于C的語法、類、接口、泛型等。下面，我來詳細列舉一下二者的相似之處：
2.1 async/await 2.2 lambda表達式和函數(shù)式數(shù)組方法 2.3 用于處理空的操作符（?，!，??） 2.4 解構 2.5 命令行界面（CLI） 2.6 基本功能（類、泛型、錯誤和枚舉）
2.1 async/await
首先，C#和JavaScript都使用async/await來處理異步代碼。在JavaScript中，異步操作用Promise表示，而應用程序可以await一個異步操作結束。C#中的Promise其實是Task，概念上與Promise完全相同，也有相應的方法。下面的例子演示了兩種語言中async/await的用法：
TypeScript中async/await的例子：
async?function?fetchAndWriteToFile(url:?string,?filePath:string):?Promise<string>?{
??//?fetch()?returns?aPromise
??const?response?=?awaitfetch(url);
??const?text?=?awaitresponse.text();
??//?By?the?way,?we'reusing?Deno?(https://deno.land)
??awaitDeno.writeTextFile(filePath,?text);
??return?text;
}
C#中async/await的例子：
using?System.IO;
using?System.Net.Http;
using?System.Threading.Tasks;
async?Task<string>?FetchAndWriteToFile(string?url,?stringfilePath)?{
??//?HttpClient.GetAsync()returns?a?Task
??var?response?=?await?newHttpClient().GetAsync(url);
??var?text?=?awaitresponse.Content.ReadAsStringAsync();
??awaitFile.WriteAllTextAsync(filePath,?text);
??return?text;
}
下面是JavaScript的Promise API與等價的C# Task API：
| JavaScript API | 等價的C# API |
|---|---|
| Promise.all() | Task.WaitAll() |
| Promise.resolve() | Task.FromResult() |
| Promise.reject() | Task.FromException() |
| Promise.prototype.then() | Task.ContinueWith() |
| new Promise() | new TaskCompletionSource() |
2.2 Lambda表達式和函數(shù)式數(shù)組方法
C#和JavaScript都用熟悉的=>語法（即箭頭函數(shù)）來表示lambda表達式。下面是TypeScript和C#的比較：
TypeScript中使用lambda表達式：
const?months?=?['January',?'February',?'March',?'April'];
const?shortMonthNames?=?months.filter(month?=>?month.length6);
const?monthAbbreviations?=?months.map(month?=>month.substr(0,?3));
const?monthStartingWithF?=?months.find(month?=>?{
??returnmonth.startsWith('F');
});
C#中使用lambda表達式：
using?System.Collections.Generic;
using?System.Linq;
var?months?=?new?List<string>?{"January","February",?"March",?"April"};
var?shortMonthNames?=?months.Where(month?=>?month.Length?<6);
var?monthAbbreviations?=?months.Select(month?=>month.Substring(0,?3));
var?monthStartingWithF?=?months.Find(month?=>?{
??returnmonth.StartsWith("F");
});
上述示例演示了C#的System.Linq命名空間中的一些方法，相當于JavaScript的函數(shù)式數(shù)組方法。下面是JavaScript的數(shù)組方法與等價的C# Linq方法：
| JavaScript API | 等價的C# API |
|---|---|
| Array.prototype.filter() | Enumerable.Where() |
| Array.prototype.map() | Enumerable.Select() |
| Array.prototype.reduce() | Enumerable.Aggregate() |
| Array.prototype.every() | Enumerable.All() |
| Array.prototype.find() | List.Find() |
| Array.prototype.findIndex() | List.FindIndex() |
2.3 處理空操作符
C#和TypeScript處理空的特性也一樣：
| Feature name | Syntax | Documentation links |
|---|---|---|
| Optional properties | property? | TS ：https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/2/objects.html#optional-properties， C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/builtin-types/nullable-reference-types |
| Non-null assertion | object!.property | TS：https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/release-notes/typescript-2-0.html#non-null-assertion-operator， C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-forgiving |
| Optional chaining | object?.property | JS ：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/Optional_chaining， C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/member-access-operators#null-conditional-operators--and- |
| Nullish coalescing | object ?? alternativeValue | JS：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/Nullish_coalescing_operator， C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-coalescing-operator |
2.4 解構
盡管C#默認不支持數(shù)組或類的解構，但它支持Tuple和Record的解構，用戶也可以為自定義類型定義解構。下面是TypeScript和C#中解構的例子：
TypeScript中解構的例子：
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;
C#中解構的例子：
using?System;
var?author?=?new?Author("Kurt",?"Vonnegut");
//?Deconstructing?a?record:
var?(firstName,?lastName)?=?author;
var?cityAndCountry?=?Tuple.Create("Indianapolis","United?States");
//?Deconstructing?a?tuple:
var?(city,?country)?=?cityAndCountry;
//?Define?the?Author?record?used?above
record?Author(string?FirstName,?string?LastName);
2.5 命令行界面（CLI）
我的開發(fā)方式是使用文本編輯器編寫代碼，然后在終端運行命令，構建并運行。對于TypeScript，這意味著需要使用node或deno命令行界面（CLI）。C#也有類似的CLI，名為dotnet（由C#的.NET運行時得名）。下面是使用dotnet CLI的一些例子：
mkdir?app?&&?cd?app
#?Create?a?new?console?application
#?List?of?available?app?templates:https://docs.microsoft.com/dotnet/core/tools/dotnet-new
dotnet?new?console
#?Run?the?app
dotnet?run
#?Run?tests?(don't?feel?bad?if?you?haven't?written?those)
dotnet?test
#?Build?the?app?as?a?self-contained
#?single?file?application?for?Linux.
dotnet?publish?-c?Release?-r?linux-x64
2.6 基本功能（類、泛型、錯誤和枚舉）
這些是TypeScript和C#之間更基本的相似性。下面的例子是有關這幾個方面的介紹：
TypeScript類的示例：
import?{?v4?as?uuidv4?}?from'https://deno.land/std/uuid/mod.ts';
enum?AccountType?{
??Trial,
??Basic,
??Pro
}
interface?Account?{
??id:?string;
??type:?AccountType;
??name:?string;
}
interface?Database?{
??insert(item:?T):Promise;
??get(id:?string):Promise;
}
class?AccountManager?{
??constructor(database:Database
????this._database?=database;
??}
??asynccreateAccount(type:?AccountType,?name:?string)?{
????try?{
??????const?account?=?{
????????id:?uuidv4(),
????????type,
????????name;
??????};
??????awaitthis._database.insert(account);
????}?catch?(error)?{
????????console.error(`Anunexpected?error?occurred?while?creating?an?account.?Name:?${name},?Error:${error}`);
????}
??}
??private?_database:Database;
}
C#類的示例：
using?System;
using?System.Threading.Tasks;
enum?AccountType?{
??Trial,
??Basic,
??Pro
}
record?Account(string?Id,?AccountType?Type,?string?Name);
interface?IDatabase<T>?{
??Task?Insert(T?item);
??Task?Get(stringid) ;
}
class?AccountManager?{
??publicAccountManager(IDatabase?database)?{
????_database?=?database;
??}
??public?async?voidCreateAccount(AccountType?type,?string?name)?{
????try?{
??????var?account?=?newAccount(
???????Guid.NewGuid().ToString(),
????????type,
????????name
??????);
??????await_database.Insert(account)
????}?catch?(Exceptionexception)?{
?????Console.WriteLine($"An?unexpected?error?occurred?while?creating?anaccount.?Name:?{name},?Exception:?{exception}");
????}
??}
??IDatabase_database;
}
3. C#的其他優(yōu)勢
與TypeScript相似并不是C#的唯一優(yōu)點，它還有其他優(yōu)點：
3.1 與原生代碼結合更容易 3.2 事件 3.3 其他功能
3.1 與原生代碼結合
C#的最大優(yōu)勢之一就是它可以深入原生代碼。本文開頭提到，TypeScript并不擅長與C/C++代碼結合。Node.js有一個支持原生C/C++的插件，名為Node-API，但是它需要為原生函數(shù)編寫額外的C++包裹器，將原生類型轉(zhuǎn)換成JavaScript對象，或相反，類似于JNI的工作方式。而C#可以直接調(diào)用原生函數(shù)，只需把庫放到應用程序的bin目錄下，然后將API定義為C#中的外部函數(shù)即可。然后就能像C#函數(shù)一樣使用外部函數(shù)，.NET運行時會處理好C#數(shù)據(jù)類型與原生數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換。例如，如果原生庫導出了下面的C函數(shù)：
int?countOccurrencesOfCharacter(char?*string,?char?character)?{
????int?count?=?0;
????for?(int?i?=?0;string[i]?!=?'\0';?i++)?{
????????if?(string[i]?==character)?{
????????????count++;
????????}
????}
????return?count;
}
那么可像下面這樣從C#中調(diào)用：
using?System;
using?System.Runtime.InteropServices;
var?count?=?MyLib.countOccurrencesOfCharacter("C#?is?prettyneat,?eh?",?'e');
//?Prints?"3"
Console.WriteLine(count);
class?MyLib?{
????//?Just?placeMyLibraryName.so?in?the?app's?bin?folder
???[DllImport("MyLibraryName")]
????public?static?externint?countOccurrencesOfCharacter(string?str,?char?character);
}
這種方法可以通過C連接訪問任何動態(tài)庫（.so、.dll或.dylib），也就是說，你可以輕松地調(diào)用C、C++、Rust、Go或其他語言編寫的代碼，只要編譯成機器碼即可。原生交互的其他應用還有：
將指針作為IntPtr傳給原生對象 利用 GetFunctionPointerForDelegate()將C#方法作為函數(shù)指針傳給原生函數(shù)使用 Marshal.PtrToStringAnsi()將C字符串轉(zhuǎn)換為C#字符串轉(zhuǎn)換結構和數(shù)組
3.2 事件
C#的一個獨特的特性是，提供了一流的事件支持。在TypeScript中，你可以實現(xiàn)addEventListener()方法，讓客戶端監(jiān)聽事件，而C#有event關鍵字，可以用來定義事件，并通過簡單的語法將事件通知給所有監(jiān)聽者（而不需要像TypeScript那樣手動遍歷所有事件監(jiān)聽者并在try/catch塊中執(zhí)行）。例如，我們可以讓Connection類定義一個MessageReceived事件，如下所示：
class?Connection?{
????//?AnAction?is?a?callback?that?accepts?a?string?parameter.
????public?eventAction<string>?MessageReceived;
}
使用Connection代碼可以通過+=操作符給MessageReceived添加一個處理函數(shù)，如下：
var?connection?=?new?Connection();
connection.MessageReceived?+=?(message)?=>?{
???Console.WriteLine("Message?was?received:?"?+?message);
};
而Connection類可以在內(nèi)部調(diào)用MessageReceived，為所有監(jiān)聽者觸發(fā)MessageReceived事件：
//?Raise?the?MessageReceived?event
MessageReceived?.Invoke(message);
4. 其他優(yōu)勢
性能： C#很快。C#的ASP.NET(Core) Web框架一直在Techempower的評測中名列前茅，而C#的.NET CoreCLR運行時的性能每個主要版本都在提高。C#擁有優(yōu)良性能的原因之一是，通過使用結構而不是類，應用程序可以最小化甚至完全消除垃圾回收。因此，C#在視頻游戲編程中非常流行。游戲和混合現(xiàn)實： C#是游戲開發(fā)最流行的語言之一，像Unity、Godot甚至Unreal游戲引擎都使用了C#。C#在混合現(xiàn)實中也很流行，因為VR和AR應用程序都是用Unity編寫的。由于 C#擁有第一方庫、工具和文檔，因此一些任務非常容易實現(xiàn)，比如，在C#中創(chuàng)建gRPC客戶端要比TypeScript方便得多。相反，在Node.js中使用TypeScript時，就必須找出正確的模塊和工具的組合，才能正確地生成JavaScript gRPC客戶端，以及相應的TypeScript類型。高級功能： C#有許多其他語言沒有的功能，如運算符重載、析構函數(shù)等。
5. 總結
如前所述，世上沒有完美的語言。在設計語言時總要有所權衡，所以一些語言的速度更快，但使用難度會增加（例如Rust的借出檢查）。另一方面，一些語言非常易用，但通常性能的優(yōu)化難度就會增加（例如JavaScript的動態(tài)語言特性）。正因如此，我相信掌握一組相似的語言會非常有用：這些語言分別有各自的長處，但都很相似，而且能互相配合。例如，下面是我選擇的一組語言：
5.1 TypeScript
最高層的語言，開發(fā)速度最快 性能并非最佳，但適用于大多數(shù)應用 不太適合與原生代碼結合
5.2 C#
仍然是高級語言，支持垃圾回收，所以很容易使用，盡管并不如 TypeScript那么容易。從速度和內(nèi)存占用量來看，其性能都優(yōu)于 TypeScript最重要的是，能夠與底層很好地結合
C++
開發(fā)難度較大（例如需要手動內(nèi)存管理），因此開發(fā)速度會慢很多 但運行時的性能最佳！而且隨處可用，能與許多已有的軟件相結合 很像 C#，而且標準庫很好，但也有許多陷阱（大多數(shù)與內(nèi)存管理有關）。我更希望使用Rust，因為它的內(nèi)存安全性更好，但我的許多工作都要與已有的C++代碼結合，因此使用C++會更容易。
參考鏈接：https://nate.org/csharp-and-typescript