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TypeScript泛型

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

⒈介绍

  软件工程中,我们不仅要创建一致的定义良好的API,同时也要考虑可重用性。泛型可用于提升代码的重用性,我们希望自己编写的代码,无论是模块还是组件,不仅能支持当前设计的数据类型,而且也能支持将来的数据类型,这在大型系统中是非常基础且重要的功能。所以我们常常能在各种各样的静态类型的语言中看到泛型设计,使用泛型来创建可重用的组件,一个组件可以支持多种类型的数据。 这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。

⒉泛型函数

  我们创建一个hello函数,这个函数直接让传入的参数作为返回值return。

  假设一个不使用泛型的函数会是什么样子?

  如果传入参数是数字的话,它是这样的

function hello(arg:number) :number{
    return arg;
}

  当我们的需求变成字符串时,它是这样的

function hello(arg:string) :string{
    return arg;
}

  当然我们也可以使用any类型来表达这种混沌感

function hello(arg:any) :any{
    return arg;
}

  但any类型并不能准确的表达返回值与参数必须是相同类型,因为any代表任何类型,这使得我们的类型表达开始混乱了。

  因此,我们需要一种表达方式来控制函数的参数类型,这就要用到泛型了。

  TypeScript的泛型语法非常主流,与Java || C#等静态类型语言的使用方式一致,就像下面这样:

function hello<T>(arg:T) :T{
    return arg;
}

  我们给hello函数添加了泛型变量T,T代表用户即将传入的类型。类型既可以是number,也可以是string,而在最后,我们还使用T作为返回值的类型。这就达到了返回值和参数类型相同的目的,保持了函数表达的准确性。

  我们定义了泛型函数后,可以用两种方法使用。 第一种是,使用熟悉的尖括号方式,传入所有的参数,包含类型参数:

let output = hello<string>("Hello TypeScript!");

  这里我们明确的指定了Tstring类型,并将它作为参数传给函数,需要注意的是指定类型使用了<>括起来而不是()

  第二种方法更普遍。利用了类型推断 -- TypeScript编译器会根据传入的参数类型自动地帮助我们确定T的类型:

let output = hello("Hello TypeScript!");

  这个时候编译器会明确的知道T的类型就是参数“Hello TypeScript!”的类型string,同样返回值类型是T,也是string类型。

  类型推断帮助我们精简了代码,也提高了可读性,让代码变得简洁。但凡事皆有例外,在某些特别复杂的情况下,如果编译器不能够自动地推断出类型的话,那么这个时候就需要我们非常明确的写出T的类型。

⒊泛型变量

  创建hello这样的泛型函数时,编译器要求在函数体中正确的使用类型。这听起来像是一句废话,换言之,你必须把这些参数当成任意类型或所有类型。

  让我们回顾以下hello这个函数

function hello<T>(arg:T) :T{
    return arg;
}

  如果我们这个时候需要使用参数arg的长度时,就会出现下面这样尴尬的情况。

function hello<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

  编译器会非常迅速的进行报错,告诉我们泛型T并没有length这个属性。这似乎有点不合情理,如果T是string类型,那它是有length属性的。但如果T是number类型呢?就像木桶原理一样,编译器会选择最糟糕的情况进行处理,T代表任意类型,那么就一定会有最糟糕的情况。

  什么情况下一定会有length属性呢?可以使用泛型数组来表达这样的情况。由于我们操作的是数组,所以length属性一定是存在的,那就可以像普通的数组一样操作它。

function hello<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

  这个时候我们再使用hello函数时就需要传入一个T的数组,也就是一个string变量的数组或者number变量的数组,而不是一个单纯的变量。返回值也是同类型的数组。这可以让我们把泛型变量T作为数组的一部分属性,而不是作为整体类型,这增加了灵活性。

  不只是使用中括号,还可以使用Array来表达数组。

function hello<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

⒋泛型类型 

  在上面我们创建了hello通用函数,可以适用于不同的类型。 在这节,我们研究一下函数本身的类型,以及如何创建泛型接口。

  泛型函数的类型与非泛型函数的类型没什么不同,只是有一个类型参数在最前面,像函数声明一样:

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: <T>(arg: T) => T = identity;

  我们也可以使用不同的泛型参数名,只要在数量上和使用方式上能对应上就可以。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: <U>(arg: U) => U = identity;

  我们还可以使用带有调用签名的对象字面量来定义泛型函数:

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: {<T>(arg: T): T} = identity;

  这引导我们去写第一个泛型接口了。 我们把上面例子里的对象字面量拿出来做为一个接口:

interface GenericIdentityFn {
    <T>(arg: T): T;
}

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;

  一个相似的例子,我们可能想把泛型参数当作整个接口的一个参数。 这样我们就能清楚的知道使用的具体是哪个泛型类型(比如: Dictionary<string>而不只是Dictionary)。 这样接口里的其它成员也能知道这个参数的类型了。

interface GenericIdentityFn<T> {
    (arg: T): T;
}

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identity;

  注意,我们的示例做了少许改动。 不再描述泛型函数,而是把非泛型函数签名作为泛型类型一部分。 当我们使用 GenericIdentityFn的时候,还得传入一个类型参数来指定泛型类型(这里是:number),锁定了之后代码里使用的类型。 对于描述哪部分类型属于泛型部分来说,理解何时把参数放在调用签名里和何时放在接口上是很有帮助的。

  除了泛型接口,我们还可以创建泛型类。 注意,无法创建泛型枚举和泛型命名空间。

⒌泛型类

  泛型类看上去与泛型接口差不多。 泛型类使用( <>)括起泛型类型,跟在类名后面。

class GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();
myGenericNumber.zeroValue = 0;
myGenericNumber.add = function(x, y) { return x + y; };

  GenericNumber类的使用是十分直观的,并且你可能已经注意到了,没有什么去限制它只能使用number类型。 也可以使用字符串或其它更复杂的类型。

let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

console.log(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));

  与接口一样,直接把泛型类型放在类后面,可以帮助我们确认类的所有属性都在使用相同的类型。

  我们在那节说过,类有两部分:静态部分和实例部分。 泛型类指的是实例部分的类型,所以类的静态属性不能使用这个泛型类型。

⒍泛型约束

  你应该会记得之前的一个例子,我们有时候想操作某类型的一组值,并且我们知道这组值具有什么样的属性。 在 hello例子中,我们想访问arglength属性,但是编译器并不能证明每种类型都有length属性,所以就报错了。

function hello<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

  相比于操作any所有类型,我们想要限制函数去处理任意带有.length属性的所有类型。 只要传入的类型有这个属性,我们就允许,就是说至少包含这一属性。 为此,我们需要列出对于T的约束要求。

  为此,我们定义一个接口来描述约束条件。 创建一个包含 .length属性的接口,使用这个接口和extends关键字来实现约束:

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
    return arg;
}

  现在这个泛型函数被定义了约束,因此它不再是适用于任意类型:

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

  我们需要传入符合约束类型的值,必须包含必须的属性:

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

  在泛型约束中使用类型参数

  你可以声明一个类型参数,且它被另一个类型参数所约束。 比如,现在我们想要用属性名从对象里获取这个属性。 并且我们想要确保这个属性存在于对象 obj上,因此我们需要在这两个类型之间使用约束。

function getProperty(obj: T, key: K) {
    return obj[key];
}

let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };

getProperty(x, "a"); // okay
getProperty(x, "m"); // error: Argument of type 'm' isn't assignable to 'a' | 'b' | 'c' | 'd'.

  在泛型里使用类类型

  在TypeScript使用泛型创建工厂函数时,需要引用构造函数的类类型。比如,

function create<T>(c: {new(): T; }): T {
    return new c();
}

  一个更高级的例子,使用原型属性推断并约束构造函数与类实例的关系。

class BeeKeeper {
    hasMask: boolean;
}

class ZooKeeper {
    nametag: string;
}

class Animal {
    numLegs: number;
}

class Bee extends Animal {
    keeper: BeeKeeper;
}

class Lion extends Animal {
    keeper: ZooKeeper;
}

function createInstance<A extends Animal>(c: new () => A): A {
    return new c();
}

createInstance(Lion).keeper.nametag;  // typechecks!
createInstance(Bee).keeper.hasMask;   // typechecks!

 

  


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