既有JavaScript為什么還要用TypeScri

既有JavaScript為什么還要用TypeScript編程

ypeScript是由微軟開發的一門開源的編程語言，在JavaScript的基礎上進行構建。TypeScript可以通過編譯器轉譯為JavaScript代碼，運行到瀏覽器上。既然如此，為什么還要用TypeScript呢？

TypeScript和JavaScript的關系和區別

我們可以看一下下面的關系圖：

TypeScript和JavaScript的關系

TypeScript 是 JavaScript 的一個超集（語法擴展），支持 ECMAScript 6 標準。TypeScript的本質上是在JavaScript上增加了可選的靜態類型和基于類的面向對象編程。

靜態類型——編譯階段就確定變量的類型，且類型不能在運行時變化，叫做靜態類型。

如下面的avaScript代碼：

let a=1;
a="abc";

這個在JavaScript是可行的，在TypeScript卻是不可行的。在TypeScript中，在變量聲明的時候就確定了變量的類型是數字型，當為這個變量進行賦值時，就不能再改變其為字符串類型。

TypeScript編輯器中報錯

再看下面的avaScript代碼：

let a=1 ;
let b="2" ;
let c=sum(a,b) ；

function sum(a, b){
	return a + b;
}

這個在JavaScript也是可行的，c的求和結果是“12”，但這往往不是我們想要的結果。我們在傳遞參數的時候，如果沒有注意類型的轉換，就很容易出現意外的結果。而TypeScript，從寫代碼的時候就規避了這些錯誤。

TypeScript編輯器中報錯

除此之外，TypeScript還有嚴格的Null檢查等等，讓我們在代碼構建的時候，及早發現可能出現的意外錯誤。

另外，區別于JavaScript，TypeScript的面向對象式的編程，可以改變你的思維方式，逐漸養成一個良好的編程習慣。在編寫具體的邏輯前，設計好數據結構、編寫類型注解等，并按照這接口約定實現業務邏輯。提升代碼可讀性，減少不必要的代碼重構，提升編碼效率。

通過上面的例子，我們簡單地了解的使用TypeScript編程的好處。下面，我們總結整理一下，相對JavaScript而言，使用TypeScript編程有什么優勢。

TypeScript的優勢

TypeScript 是JavaScript的超集，完全兼容 JavaScript

TypeScript不會修改JavaScript的運行特性，可編譯為JavaScript運行在任何JavaScript環境中。同時TypeScript 可以和 JavaScript 共同存在，JavaScript 項目能夠漸進式地遷移到 TypeScript中。

TypeScript是基于類的面向對象編程語言

和C#、Java等語言一樣，TypeScript是一個基于類的面向對象的編程語言。面向對象的語言設計，擁有較高的可讀性、可維護性。TypeScript 支持接口、抽象類、枚舉等面向對象語言的特性，支持你更好地實現一些設計模式。

TypeScript的可靠性，在復雜、大型的項目中更具體現

TypeScript 添加靜態類型檢測，使一些錯誤在開發階段就能被發現，且 TypeScript 類型檢測能力能覆蓋到整個文件、整個項目，任何破壞類型約定的改動都可以被檢測來并拋出錯誤。因此可以更放心地修改、重構代碼的業務邏輯。

TypeScript的編輯器（IDE）智能提示功能更加友好

得益于類型的實現，在開發的過程中TypeScript提供了更多的智能提示，如代碼補全、接口提示、跳轉到定義、代碼重構等等，使得開發者在開發的過程中，可以更快速、高效地構建代碼，減少錯誤的發生。

TypeScript與標準同步發展，遵循ECMAScript規范

TypeScript嚴格遵守ECMAScript規范，對于JavaScript，TypeScript選擇的是改進它、擴展它，而不是取代它。因此，學習TypeScript并不會給我們增加額外的成本，相反，對JavaScript的改進能更好地提升我們的開發效率、代碼質量等。

TypeScript的社區資源越來越豐富

目前，越來越多的前端框架都開始采用TypeScript進行重寫，如Vue3、Angular、React、Nest.js等，很多的開源項目都提供了TypeScript的支持，TypeScript的生態將越來越好。

你對TypeScript，有所了解了嗎？

avaScript 程序不能獨立運行，它需要被嵌入 HTML 中，然后瀏覽器才能執行 JavaScript 代碼。通過 <script> 標簽將 JavaScript 代碼引入到 HTML 中，有兩種方式：

1.內部方式
內部方式是通過<script>標簽包裹JavaScript代碼,從而引入HTML頁面中，示例代碼如下：

<!DOCTYPE html>
 <html>
 <head>
   <meta charset="UTF-8">
   <title>JavaScript 基礎 - 引入方式</title>
 </head>
 <body>
   <!-- 內聯形式：通過 script 標簽包裹 JavaScript 代碼 -->
   <script>
     alert('嗨，歡迎來傳智播學習前端技術！')
   </script>
 </body>
 </html>

2.外部形式

一般將 JavaScript 代碼寫在獨立的以 .js 結尾的文件中，然后通過 <script>標簽的 <src>屬性引入，示例代碼如下：

小新編譯自 Insight Data Blog

量子位出品 | 公眾號 QbitAI

寫個網頁能有多麻煩？在大多數公司里，這項工作分為三步：

1. 產品經理完成用戶調研任務后，列出一系列技術要求；

2. 設計師根據這些要求來設計低保真原型，逐漸修改得到高保真原型和UI設計圖；

3. 工程師將這些設計圖實現為代碼，最終變成用戶使用的產品。

這么多環節，任何地方出一點問題，都會拉長開發周期。因此，不少公司，比如Airbnb已經開始用機器學習來提高這個過程的效率。

△ Airbnb內部的AI工具，從圖紙到代碼一步到位

看起來很美好，但Airbnb還沒公開該模型中端到端訓練的細節，以及手工設計的圖像特征對該模型的貢獻度。這是該公司特有的閉源解決方案專利，可能不會進行公開。

好在，一個叫Ashwin Kumar的程序員創建了一個開源版本，讓開發者/設計師的工作變得更簡單。

以下內容翻譯自他的博客：

理想上，這個模型可以根據網站設計的簡單手繪原型，很快地生成一個可用的HTML網站：

△ SketchCode模型利用手繪線框圖來生成HTML網站

事實上，上面例子就是利用訓練好的模型在測試集上生成的一個實際網站，代碼請訪問：https://github.com/ashnkumar/sketch-code。

從圖像標注中獲取靈感

目前要解決的問題屬于一種更廣泛的任務，叫做程序綜合（program synthesis），即自動生成工作源代碼。盡管很多程序綜合研究通過自然語言規范或執行追蹤法來生成代碼，但在當前任務中，我會充分利用源圖像，即給出的手繪線框圖來展開工作。

在機器學習中有一個十分熱門的研究領域，稱為圖像標注（image caption），目的是構建一種把圖像和文本連接在一起的模型，特別是用于生成源圖像內容的描述。

△ 圖像標注模型生成源圖像的文本描述

我從一篇pix2code論文和另一個應用這種方法的相關項目中獲得靈感，決定把我的任務按照圖像標注方式來實現，把繪制的網站線框圖作為輸入圖像，并將其相應的HTML代碼作為其輸出內容。

注：上段提到的兩個參考項目分別是

pix2code論文：https://arxiv.org/abs/1705.07962

floydhub教程：https://blog.floydhub.com/turning-design-mockups-into-code-with-deep-learning/?source=techstories.org

獲取合適的數據集

確定圖像標注方法后，理想中使用的訓練數據集會包含成千上萬對手繪線框圖和對應的HTML輸出代碼。但是，目前還沒有我想要的相關數據集，我只好為這個任務來創建數據集。

最開始，我嘗試了pix2code論文給出的開源數據集，該數據集由1750張綜合生成網站的截圖及其相應源代碼組成。

△ pix2code數據集中的生成網站圖片和源代碼

這是一個很好的數據集，有幾個有趣的地方：

該數據集中的每個生成網站都包含幾個簡單的輔助程序元素，如按鈕、文本框和DIV對象。盡管這意味著這個模型受限于將這些少數元素作為它的輸出內容，但是這些元素可通過選擇生成網絡來修改和擴展。這種方法應該很容易地推廣到更大的元素詞匯表。
每個樣本的源代碼都是由領域專用語言（DSL）的令牌組成，這是該論文作者為該任務所創建的。每個令牌對應于HTML和CSS的一個片段，且加入編譯器把DSL轉換為運行的HTML代碼。

彩色網站圖像變手繪圖

為了修改我的任務數據集，我要讓網站圖像看起來像手工繪制出的。我嘗試使用Python中的OpenCV庫和PIL庫等工具對每張圖像進行修改，包括灰度轉換和輪廓檢測。

最終，我決定直接修改原始網站的CSS樣式表，通過執行以下操作：

1. 更改頁面上元素的邊框半徑來平滑按鈕和DIV對象的邊緣；

2. 模仿繪制的草圖來調整邊框的粗細，并添加陰影；

3. 將原有字體更改為類似手寫的字體；

最終實現的流程中還增加了一個步驟，通過添加傾斜、移動和旋轉來實現圖像增強，來模擬實際繪制草圖中的變化。

使用圖像標注模型架構

現在，我已經處理好數據集，接下來是構建模型。

我利用了圖像標注中使用的模型架構，該架構由三個主要部分組成：

1. 一種使用卷積神經網絡（CNN）的計算機視覺模型，從源圖像提取圖像特征；

2. 一種包含門控單元GRU的語言模型，對源代碼令牌序列進行編碼；

3. 一個解碼器模型，也屬于GRU單元，把前兩個步驟的輸出作為輸入，并預測序列中的下一個令牌。

△ 以令牌序列為輸入來訓練模型

為了訓練模型，我將源代碼拆分為令牌序列。模型的輸入為單個部分序列及它的源圖像，其標簽是文本中的下一個令牌。該模型使用交叉熵函數作為損失函數，將模型的下個預測令牌與實際的下個令牌進行比較。

在模型從頭開始生成代碼的過程中，該推理方式稍有不同。圖像仍然通過CNN網絡進行處理，但文本處理開始時僅采用一個啟動序列。在每個步驟中，模型對序列中輸出的下個預測令牌將會添加到當前輸入序列，并作為新的輸入序列送到模型中；重復此操作直到模型的預測令牌為，或該過程達到每個文本中令牌數目的預定義值。

當模型生成一組預測令牌后，編譯器就會將DSL令牌轉換為HTML代碼，這些HTML代碼可以在任何瀏覽器中運行。

用BLEU分數評估模型

我決定使用BLEU分數來評估模型。這是機器翻譯任務中常用的一種度量標準，通過在給定相同輸入的情況下，衡量機器生成的文本與人類可能產生內容的近似程度。

實際上，BLEU通過比較生成文本和參考文本的N元序列，以創建修改后的準確版本。它非常適用于這個項目，因為它會影響生成HTML代碼中的實際元素，以及它們之間的相互關系。

最棒的是，我還可以通過檢查生成的網站來比較當前的實際BLEU分數。

△ 觀察BLEU分數

當BLEU分數為1.0時，則說明給定源圖像后該模型能在正確位置設置合適的元素，而較低的BLEU分數這說明模型預測了錯誤元素或是把它們放在相對不合適的位置。我們最終模型在評估數據集上的BLEU分數為0.76。

福利：定制網頁風格

后來，我還想到，由于該模型只生成當前頁面的框架，即文本的令牌，因此我可以在編譯過程中添加一個定制的CSS層，并立刻得到不同風格的生成網站。

△ 一個手繪圖生成多種風格的網頁

把風格定制和模型生成兩個過程分開，在使用模型時帶來了很多好處：

1.如果想要將SketchCode模型應用到自己公司的產品中，前端工程師可以直接使用該模型，只需更改一個CSS文件來匹配該公司的網頁設計風格；

2. 該模型內置的可擴展性，即通過單一源圖像，模型可以迅速編譯出多種不同的預定義風格，因此用戶可以設想出多種可能的網站風格，并在瀏覽器中瀏覽這些生成網頁。

總結和展望

受到圖像標注研究的啟發，SketchCode模型能夠在幾秒鐘內將手繪網站線框圖轉換為可用的HTML網站。

但是，該模型還存在一些問題，這也是我接下來可能的工作方向：

1. 由于這個模型只使用了16個元素進行訓練，所以它不能預測這些數據以外的令牌。下一步方向可能是使用更多元素來生成更多的網站樣本，包括網站圖片，下拉菜單和窗體，可參考啟動程序組件（https://getbootstrap.com/docs/4.0/components/buttons/）來獲得思路；

2. 在實際網站構建中，存在很多變化。創建一個能更好反映這種變化的訓練集，是提高生成效果的一種好方法，可以通過獲取更多網站的HTML/CSS代碼以及內容截圖來提高；

3. 手繪圖紙也存在很多CSS修改技巧無法捕捉到的變化。解決這個問題的一種好方法是使用生成對抗網絡GAN來創建更逼真的繪制網站圖像。

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