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TypeScript泛型(使用泛型变量,泛型语法、泛型约束)

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

一、TypeScript 泛型

  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。 组件不仅能够支持当前的数据类型,同时也能支持未来的数据类型,这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。在像C#和Java这样的语言中,可以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。

  设计泛型的关键目的是在成员之间提供有意义的约束,这些成员可以是:类的实例成员、类的方法、函数参数和函数返回值。

  泛型(Generics)是允许同一个函数接受不同类型参数的一种模板。相比于使用 any 类型,使用泛型来创建可复用的组件要更好,因为泛型会保留参数类型。

1、泛型之 Hello World 的例子:

  我们需要一种方法使返回值的类型与传入参数的类型是相同的。 这里,我们使用了 类型变量,它是一种特殊的变量,只用于表示类型而不是值。

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

  我们把这个版本的identity函数叫做泛型,因为它可以适用于多个类型。 不同于使用 any,它不会丢失信息,且保持准确性,传入数值类型并返回数值类型。

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

let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'

  这里我们明确的指定了Tstring类型,并做为一个参数传给函数,使用了<>括起来而不是()

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

let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'

  注意我们没必要使用尖括号(<>)来明确地传入类型;编译器可以查看myString的值,然后把T设置为它的类型。 类型推论帮助我们保持代码精简和高可读性。

2、使用泛型变量

// 我们先看个例子
function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

  编译器会报错说我们使用了arg.length属性,但是没有地方指明arg具有这个属性。 记住,这些类型变量代表的是任意类型,所以使用这个函数的人可能传入的是个数字,而数字是没有 .length属性的。

  现在假设我们想操作T类型的数组而不直接是T。由于我们操作的是数组,所以.length属性是应该存在的。 我们可以像创建其它数组一样创建这个数组:

function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}
function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

3、泛型语法

  对于刚接触 TypeScript 泛型的读者来说,首次看到 <T> 语法会感到陌生。其实它没有什么特别,就像传递参数一样,我们传递了我们想要用于特定函数调用的类型。

  参考上面的图片,当我们调用 identity<Number>(1)Number 类型就像参数 1 一样,它将在出现 T 的任何位置填充该类型。

  图中 <T> 内部的 T 被称为类型变量,它是我们希望传递给 identity 函数的类型占位符,同时它被分配给 value 参数用来代替它的类型:此时 T 充当的是类型,而不是特定的 Number 类型。

  其中 T 代表 Type,在定义泛型时通常用作第一个类型变量名称。但实际上 T 可以用任何有效名称代替。除了 T 之外,以下是常见泛型变量代表的意思:

  • K(Key):表示对象中的键类型;
  • V(Value):表示对象中的值类型;
  • E(Element):表示元素类型。

  其实并不是只能定义一个类型变量,我们可以引入希望定义的任何数量的类型变量。比如我们引入一个新的类型变量 U,用于扩展我们定义的 identity 函数:

function identity <T, U>(value: T, message: U) : T {
  console.log(message);
  return value;
}
console.log(identity<Number, string>(68, "***"));

4、泛型接口 与 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; };

5、泛型约束: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 loggingIdentity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 loggingIdentity<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});

(1)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'.

(2)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();
}
 

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