HarmonyOS

HarmonyOS：鸿蒙简介和ArkTS语言基础

鸿蒙系统简介、工程目录结构及ArkTS的基础语法等

Posted by BlackDn on March 4, 2025

“山居于此，待到胭脂用尽时，桃花再开。”

HarmonyOS：鸿蒙简介和ArkTS语言基础

前言

想起密码了=v=
笑死，不敢相信上一片文章是一年前的
之前还豪言壮志立flag，说什么半个月一篇、一个月一篇
现在是连个p都不敢放😭

HarmonyOS 简介

华为官方的官言官语镇楼：HarmonyOS 是新一代的智能终端操作系统，为不同设备的智能化、互联与协同提供了统一的语言，为用户带来简捷，流畅，连续，安全可靠的全场景交互体验。

在 HarmonyOS 的理念中，当前移动开发的新挑战在于 不同屏幕和设备类型（大小屏、折叠屏、手表之类的）、全新的交互方式（触摸、遥控、语音等）、多设备分布式协同（手机、平板、电脑协同工作）
因此，HarmonyOS 提出了三大技术理念：

  • 一次开发，多端部署：多设备、多入口、按需分发。为此，HarmonyOS 提供了多端开发环境、多端开发能力、多端分发机制等核心能力
  • 可分可合，自由流转：可分可合指的是开发时将应用打包成多个模块（Module），在部署时可以将一个或多个模块自由组合，打包成多个App Pack，每个App Pack需要单独上架，他们可以作为 元服务 供用户使用。自由流转可分为跨端迁移和多端协同 ，举个例子，手机和电脑同时使用备忘录应用，两者的操作会被同步，可以协同操作；手机上复制的内容可以在电脑上直接粘贴等等。 元服务是支撑可分可合，自由流转的轻量化程序实体。
  • 统一生态，原生智能：支持业界主流跨平台开发框架（React Native、Flutter、WEEX、Taro等）。此外 HarmonyOS 还内置了AI能力，如Core AI API提供了语言语音、OCR、人脸等识别能力。

一些官方文档如下：

应用和元服务

在上面的可分可合，自由流转 中，我们提到了元服务，它和平时需要下载安装的App不同，是 HarmonyOS 提供的另一种服务形态

区别 特征 载体 API范围 经营
App 手动下载安装、包大小无限制、应用内或市场更新 跟随设备 全量API 自主运营
元服务 免安装、包大小有限制、即用即走 跟随华为账号 元服务API集 支付、地图、广告等辅助经营。可用负一屏等系统分发入口

应用程序框架和应用模型

应用模型是一种抽象描述，提供了一种统一的语言和架构来描述程序的各个方面，如组件、任务管理、包管理、进程模型、线程模型等。从模型演进角度分为FA模型和Stage模型，HarmonyOS 选择 Stage模型 进行长期演进。
应用程序框架（Application Framework） 是应用模型的一种实现方式，是一种编程框架，用来简化应用程序的开发过程。对开发者来说，它提供应用进程管理、应用和组件生命周期调度、系统环境监听等能力，是连接开发者与用户的桥梁。
他俩的关系有点像方法论和具体实现。

Stage模型设计

  • 为复杂应用设计而生：不同应用组件间实例共享、基于面向对象的开发模式
  • 原生支持组件级的跨端迁移和多端协同：UIAbility 与 UI分离、UI展示与服务能力合一的 UIAbility 组件
  • 支持多设备和多窗口形态：UIAbility 生命周期定义、组件管理和窗口管理解耦
  • 平衡应用能力与系统管理成本：严格后台管理、严格进程模型、基于场景的服务机制

基于Stage模型的 HarmonyOS 工程目录结构

总的来说，一个HarmonyOS 项目的文件可以分成ArkTS文件、配置文件和资源文件，其大致结构如下：

├── AppScope
│   ├── app.json5
│   └── resources/
└── entry
    └── src
        └── main
            ├── ets/
            ├── module.json5
            └── resources/

AppScope目录存放项目级的全局文件，而entry目录则是项目工程主体，其中ets/目录存放我们的ArkTS文件，即开发代码。

ArkTS源码文件

└── ets
    ├── entryability
    │   └── EntryAbility.ts
    └── pages
        └── Index.ets

默认情况下，ets/包含entryability/目录而pages/目录
entryability/中的EntryAbility.ts是模块的入口UIAbility文件，提供了一些生命周期回调供使用；而pages/的Index.ets则是页面文件，通过各种组件绘制页面。具体内容以后会详细介绍（可能会在新的文章里）。

配置文件

├── AppScope
│   └── app.json5
├── entry
│   ├── oh-package.json5
│   └── src
│       └── main
│           └── module.json5
└── oh-package.json5

配置文件用于为编译工具（IDE）、操作系统（终端设备）、应用市场等提供信息。

AppScope/app.json5 是应用级配置文件，包含应用唯一标识、版本号、图标名称等信息

entry/src/main/module.json5 是模块级配置文件，包含该模块的基础信息，如模块名称、模块类型、可运行的设备种类（deviceTypes）等。此外还包含一些应用组件的配置信息，如入口UIAbility的名称、路径，模块的路由表。系统权限配置（requestPermissions）信息也包含其中。

oh-package.json5 是依赖管理配置文件，根目录下的是应用级配置，entry/目录下的则是模块级配置，其包含了名称、版本号、作者、第三方依赖等信息。

资源文件

.
├── AppScope
│   └── resources
│       └── base
│           ├── element
│           └── media
├── entry
    └── src
        ├── main
            ├── ets/
            └── resources
                ├── base
                │   ├── element
                │   ├── media
                │   └── profile
                ├── en_US
                ├── rawfile
                └── zh_CN

资源文件也分应用级资源（AppScope/resources）和模块级资源（entry/src/main/resources）

  • element/目录：主要放置颜色、数字、字符串等元素资源
  • media/目录：主要放置图片、音频、视频等媒体资源
  • profile/：放置一些自定义配置文件，如页面配置、卡片配置等。DevEco Studio默认会在profile/目录下生成一个main_pages.json文件，作为该模块的路由配置，在某些特定情况下需要我们手动进行修改。
  • en_US/zh_CN：中英文目录，包含中英文资源，应用运行时会根据设备语言环境自动匹配对应资源
  • rawfile/：可以存放各类资源，但它们会被直接打包进应用，不经过编译，也不会被赋予资源文件ID。合理使用能优化应用性能，过度使用会导致安装包过大等弊端。

ArkTS 语言

HarmonyOS 采用 ArkTS 语言进行开发，也称方舟语言
ArkTS 是 TypeScript 的进一步扩展，在继承TypeScript语法的基础上进行了优化
比如需要在编译时确定变量的数据类型，成为了静态类型语言（强类型语言），强化了静态检查；禁止在运行时改变对象布局，不允许通过delete等操作来修改对象的属性，不支持any类型，减小性能开销；强化面向对象编程，取消了原型概念，通过extends关键字进行继承；提供@Entry，@Component等装饰器进行功能支持……

在我看来，ArkTS融合了Java这类强类型语言的静态规范检查，强化了面向对象的思想，装饰器等功能也是在Java中较为常见；同时语法规范和 TypeScript 十分相似，变量/函数的声明和使用语法基本一致。
因此，如果你之前接触过安卓移动开发（Java/Kotlin），那么你能很快上手ArkTS；如果你之前接触过前段开发（JS/TS），那么你能很快上手ArkTS；如果你之前接触过如 React Native 的跨平台开发框架，那么你能更快上手ArkTS。

接下来我们简单看一下ArkTS的基本语法，一些和 JS/TS 相类似的语法就跳过了

数据类型

ArkTS 采用 let 和 const 关键字来声明变量和常量，取消了 var 关键字

  • 基本类型：string、number、boolean、null、undefined、bigint
  • 引用类型：Interface、Object、Function、Array、Class、Tuple、Enum
  • 联合类型：Union

元组（Tuple） 和 枚举（Enum） 作为特殊的类型，都属于引用类型
联合类型Union 允许变量的值为多个类型：let luckyNum: number | string = 7;
此外，可以通过 type 关键字设置类型别名 Type Aliases，作为现有类型的替代名称：

type Matrix = number[][];
let arr: Matrix = [[1, 2], [2, 3]];

类型安全和类型推断

类型安全就是上面提到的强类型语言，需要在声明时规定其类型，没有规定或者重新赋值新的类型值都会导致报错； ArkTS支持自动类型推断，即声明时会根据初始值自动选择合适的类型，不需要再显示声明。

name;  // Error: Use explicit types instead of "any", "unknown"
name: string;  // OK
name: string = 'black'; // OK
name = 'black';  //OK, 类型推断
// 声明之后
name = 42  // Error: 'name' must be of type 'string', but here has type 'number'

空安全

这个特性和 TypeScript 类似，在变量声明时若不确定初始值，通常使用联合类型包含null，并设置为空（null）
如此一来，这个变量则可能为空，但是当引用的时候，空值可能会导致报错：

let name: string | null = null;
console.log(name.length.toString()); // Error: Cannot read property length of null

上述例子中因为 null 类型的对象没有 length 属性，因此导致报错
为了避免这类错误，我们需要在引用前进行非空校验，常见的有以下三种空安全机制：

1. if/else 判空
if (name != null) {
	console.log(name.length.toString());
}
2. 使用空值合并表达式
let validName = name ?? 'Default Name';
console.log(validName.length.toString());

采用 A ?? B的空值合并表达式，若 A 为 null，则会返回 B 作为结果。
因此若 name 为 null，则会返回 'Default Name' 作为结果。

3. 使用 ? 可选链
let nameLength = name?.length;

如果 name 为空，则会返回 undefined

语句

条件语句

条件语句也就那样，if-else，switch-case等都没变化，同时三元运算的条件表达式也照样用。

let isValid = Math.random() > 0.5 ? true : false;

循环语句

循环也差不多，for，while/do while照样用，只不过这边用for-of代替了for-each

for (let student of students) {
	console.log(student.name)
}

函数

函数声明基本和TS一样，这边主要看一下参数列表：

function introduce(name: string, gender?: string, age: number = 18, ...hobbies: string[]): void {  
  console.log(`name: ${name}, age: ${age}`)  
  console.log(gender ? `gender: ${gender}` : 'gender is secret')  
  console.log(hobbies.length > 0 ? `hobbies are ${hobbies.join(',')}` : 'No hobbies')  
}

参数列表里的参数可分为必选参数、可选参数、默认参数、剩余参数
必选参数是必须有的，调用的时候如果不传会报错；可选参数用?修饰，可以不传，如果不传的话在函数体内会作为 undefined；默认参数就是在参数列表里给函数赋一个默认值，如果调用时没有传入值就用这个默认值；剩余参数也称Rest参数，需要放在参数列表末尾，会将剩余的参数作为一个数组传入。

函数的返回类型也支持自动类型推断，如果可以从函数体内推断出函数返回类型，则可在函数声明中省略标注返回类型。
对于不需要返回值的函数（比如上面这个例子），可以显式指定为 void，或者直接省略。

上述例子中用到了字符串模板，用反引号表示，既可以引用一个变量（如${gender}），也可以执行一个表达式（如${hobbies.join(',')}）

此外，箭头函数/lambda表达式照样用

闭包

简单来说就是为这个函数创建一个对象，这样能够保留这个函数内部作用域的值，避免执行完就被销毁

function f(): () => number {
  let count = 0;
  let g = (): number => { count++; return count; };
  return g;
}

let z = f();
z(); // 返回：1
z(); // 返回：2

类和对象

这部分就比较像 Java 了，class 声明类，然后 new 一个实例对象。
类中可以用 constructor 关键字来修饰构造方法，可以设置属性、方法，可以用可见性修饰符修饰属性并提供配套的 getter 和 setter，可以用 static 声明静态属性（类的所有对象共享一个静态属性）

class Person {  
  public name = 'black'  
  private _age = 18  
  
  constructor(name: string, age: number) {  
    this.name = name  
    this._age = age  
  }  
  
  public set setAge(age: number) {  
    this._age = age  
  }  
  public get getAge() {  
    return this._age  
  }  
}

可见性修饰符包括 private、protected、public，默认为 public。Java 小伙伴会比较熟悉，这就是比较基本的封装.

当然还有抽象类和抽象方法，用 abstract 关键字修饰，基本大同小异，就不多说了。要注意抽象方法只能声明在抽象类中。

继承

面向对象的老熟人了，extends 关键字表示继承，通过 super 调用父类方法

class Student extends Person {  
  studentId: string;  
  constructor(name: string, age: number, studentId: string) {  
    super(name, age)  
    this.studentId = studentId  
  }  
}

封装和继承有了，当然还有多态，主要体现在方法的重写和重载，这里就不举例了。

接口

毕竟“接口是特殊的抽象类类”，ArkTS自然也支持接口。
用 interface 关键字声明接口，其中可以包含属性、可选属性、只读属性（readonly 表示）等，也可以声明方法，接口和接口之间也可以继承：

interface AreaSize {  
  x: number;  
  y: number;  
  size?: number;  
  readonly address: string;  
}  
  
interface NewAreaSize extends AreaSize {  
  z: number;  
}

interface AreaCalculator {  
  calculateAreaSize(): number;  
}

对于只有属性的接口可以直接使用字面量来创建实例；如果接口中有方法，则就需要通过 implements 关键字实现接口，并实现接口中的方法

let area: AreaSize = {  
  x: 10,  
  y: 10,  
  address: 'center'  
}

class Rectangle implements AreaCalculator {  
  width = 2  
  height = 3  
  calculateAreaSize(): number {  
    return this.width * this.height  
  }  
}

模块

一个ArkTS文件的作用域是独立的，一个文件就可以是一个模块。如果想使用其他模块的变量或方法等，就需要通过 import 导入，当然前提是对方已经通过 export 导出了。
导入时还可以通过 as 对导入的对象进行重命名

// in Person.ets
export class Person { 
  name: string
  age: number
  
  constructor(name: string, age: number) {  
    this.name = name  
    this.age = age  
  }  
}

export function greeting() {  
  console.log('hello world')  
}

// in Index.ets
import {Person as PersonClass, greeting} from './Person';

const person = new Person('blacl', 18)
greeting()

动态导入

在某些情况下，静态导入模块可能会带来性能或功能上的缺陷，比如导入的模块需要异步获取、模块太大导致代码加载时间过长等，这些时候我们可以采用 动态导入（Dynamic Import） 的方式

import() 方法可以加载模块并返回一个 promise，resolve 的结果为一个对象，这个对象包含了这个模块中所有 export 出的东西

import('./Person').then((obj: ESObject) => {  
  obj.greeting()  
}).catch((err: Error) => {  
  console.error("Module dynamic import error: ", err);  
});

动态导入支持条件延迟加载，支持部分反射功能，合理使用能提高加载速度。

参考

  1. 鸿蒙生态应用开发白皮书
  2. HarmonyOS 技术文档，HarmonyOS API参考
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