6.TypeScript入门之TS高级类型（类型兼容性、交叉类型和泛型）

2023-09-24 20:14:27

4.2 类型兼容性

两种类型系统：1 Structural Type System（结构化类型系统） 2 Nominal Type System（标明类型系统）。

TS 采用的是结构化类型系统，也叫做 duck typing （鸭子类型），类型检查关注的是值所具有的形状。

也就是说，在结构类型系统中，如果两个对象具有相同的形状，则认为它们属于同一类型。

class Point { x: number; y: number }
class Point2D { x: number; y: number }

const p: Point = new Point2D()
// 把Point2D的实例赋值给Point类型的变量p，Point类型和Point2D类型发生了类型兼容

解释：

Point 和 Point2D是两个名称不同的类。
变量p的类型被显示标注为Point类型，但是，它的值却是 Point2D 的实例，并且没有类型错误。
因为 TS 是结构化类型系统，只检查 Point 和 Point2D 的结构是否相同（相同，都具有x 和 y两个属性，属性类型也相同）。
但是，如果在 Nominal Type System中（比如，C#、Java等），它们是不同的类，类型无法兼容。

注意：在结构化类型系统中，如果两个对象具有相同的形状，则认为它们属于同一类型，这种说法并不准确。

更准确的说法是：对于对象类型来说，y的成员至少与x相同，则x 兼容 y （成员多的可以赋值给少的）。

class Point { x: number; y: number }
class Point3D { x: number; y: number; z: number }
const p: Point = new Point3D()

解释：

Point3D 的成员至少与 Point 相同，则Point兼容 Point3D 。
所以，成员多的 Point3D 可以赋值给成员少的 Point。

除了class外，TS中其他类型也存在相互兼容的情况，包括：1.接口兼容性 2.函数兼容性等。

接口之间的兼容性，类似于class。并且，class和interface之间也可以兼容。

interface Point { x: number; y: number }
interface Point2D { x: number; y: number }
let p1: Point   // 声明一个Point类型的变量p1
let p2: Point2D = p1   // p1赋值给Point2D类型的变量p2

interface Point3D { x: number; y: number; z: number }
let p3: Point3D
p2 = p3   // 成员多的p3赋值给成员少的p2

// class 和 interface 之间也可以兼容
class Point3D { x: number; y: number; z: number }
let p3: Point2D = new Point3D()

函数之间的兼容性比较复杂，需要考虑：A.参数个数 B.参数类型 C.返回值类型

A、参数个数，参数多的兼容参数少的（或者说，参数少的可以赋值给多的）。

type F1 = (a: number) => void   // 只有一个参数的函数类型F1
type F2 = (a: number, b: number) => void   // 拥有两个参数的函数类型F2
let f1: F1
let f2: F2 = f1   // 参数少的赋值给参数多的

// 示例
const arr = [ 'a', 'b', 'c' ]
arr.forEach(() => {})
arr.forEach((item) => {})

解释：

参数少的可以赋值给参数多的，所以f1 可以赋值给 f2。
数组 forEach 方法的第一个参数是回调函数，该示例中回调函数参数类型为：（value：string，index: number，array: string[]）=> void。
在JS中省略用不到的函数参数实际上是很常见的，这样的使用方式，促成了 TS 中函数类型之间的兼容性。
并且因为回调函数是有类型的，所以， TS 会自动推导出 item、index、array的类型。

B、参数类型，相同位置的参数类型要相同（原始类型）或兼容（对象类型）。

// 参数类型为原始类型
type F1 = (a: number) => string
type F2 = (a: number) => string
let f1: F1
let f2: F2 = f1   // 参数类型相同，可以兼容

解释：函数类型 F2 兼容函数类型 F1，因为 F1 和 F2 的第一个参数类型相同。

// 参数类型为对象类型
interface Point2D { x: number; y: number }
interface Point3D { x: number; y: number; z: number }
type F2 = (p: Point2D) => void   // 参数为Point2D对象类型
type F3 = (p: Point3D) => void   // 参数为Point3D对象类型
let f2: F2
let f3: F3 = f2   // 把每个对象类型拆开看作一个个参数，参数少的f2可以赋值给参数多的f3

解释：

注意，此处与前面讲到的接口兼容性冲突。
技巧：将对象拆开，把每个属性看作一个个参数，则，参数少的（f2）可以赋值给参数多的（f3）。

C、返回值类型，只关注返回值类型本身即可：

// 返回值类型是原始类型
type F5 = () => string
type F6 = () => string
let f5: F5
let f6: F6 = f5   // 两个函数返回值相同，可以兼容

// 返回值类型是对象类型
type F7 = () => { name: string }
type F8 = () => { name: string; age: number }
let f7: F7
let f8: F8
f7 = f8   // 两个函数返回值类型都是对象类型，F8（成员多）赋值给F7（成员少）

解释：

如果返回值类型是原始类型，此时两个类型要相同，比如，F5 和 F6。
如果返回值类型是对象类型，此时成员多的可以赋值给成员少的，比如，F7 和 F8。

4.3 交叉类型(&)

交叉类型（&）：功能类似于接口继承（extends），用于组合多个类型为一个类型（常用于对象类型）。

比如，

interface Person { name: string }
interface Contact { phone: string }
type PersonDetail = Person & Contact
let obj: PersonDetail = {
  name: 'jack'
  phone: '133...'
}

解释：使用交叉类型后，新的类型PersonDetail 就同时具备了 Person 和 Contact 的所有属性类型。

相当于，

type PersonDetail = { name: string; phone: string }

交叉类型（&）和接口继承（extends）的对比：

相同点：都可以实现对象类型的组合。
不同点：两种方式实现类型组合时，对于同名属性之间，处理类型冲突的方式不同。

// 接口继承（extends）
interface A {
  fn: (value: number) => string
}
interface B extends A {   // 报错，类型不兼容
  fn: (value: string) => string
}

// 交叉类型（&）
interface A {
  fn: (value: number) => string
}
interface B {
  fn: (value: string) => string
}
type C = A & B
// 代码不报错

说明：以上代码，接口继承会报错（类型不兼容）；交叉类型没有错误，可以简单理解为：

fn: (value: string | number) => string

4.4 泛型

泛型是可以在保证类型安全前提下，让函数等与多种类型一起工作，从而实现复用，常用于：函数、接口、class中。

需求：创建一个id函数，传入什么数据就返回该数据本身（也就是说，参数和返回值类型相同）。

function id(value: number): number { return value }

比如，id（10）调用以上函数就会返回10本身。但是，该函数只接受数值类型，无法用于其他类型。

为了能让函数能够接收任意类型，可以将参数类型修改为any 。但是，这样就失去了 TS 的类型保护，类型不安全。

function id(value: any): any { return value }

泛型在保证类型安全的（不丢失类型信息）的同时，可以让函数等与多种不同类型一起工作，灵活可复用。

实际上，在 C# 和 Java 等编程语言中，泛型都是用来实现可复用组件功能的主要工具之一。

4.4.1 泛型函数

1、创建泛型函数

function id<Type>(value: Type): Type { return value }

解释：

语法：在函数名称的后面添加<>（尖括号），尖括号中添加类型变量，比如此处的 Type。
类型变量 Type ，是一种特殊类型的变量，它处理类型而不是值。
该类型变量相当于一个类型容器，能够捕获用户提供的类型（具体是什么类型由用户调用该函数时指定）。
因为 Type 是类型，因此可以将其作为函数参数和返回值的类型，表示参数和返回值具有相同类型。
类型变量 Type，可以是任意合法的变量名称。

2、调用泛型函数

3、简化调用泛型函数

function id<Type>(value: Type): Type { return value }

let num = id<number>(10)   // 普通的调用泛型函数

// ---

let num = id(10)   // 简化调用泛型函数

解释：

在调用泛型函数时，可以省略<类型>来简化泛型函数的调用。
此时，TS 内部会采用一种叫做类型参数推断的机制，来根据传入的实参自动推断出类型变量 Type的类型。
比如，传入实参 10，TS 会自动推断出变量 num 的类型 number，并作为 Type的类型。

推荐：使用这种简化的方式调用泛型函数，使代码更短，更易于阅读。

说明，当编译器无法推断类型或者推断的类型不准确时，就需要显式地传入类型参数。

4、泛型约束

泛型约束：默认情况下，泛型函数的类型变量 Type 可以代表多个类型，这导致无法访问任何属性。

比如，id（‘a’）调用函数时获取参数的长度：

function id<Type>(value: Type): Type {
  console.log(value.length)   // 报错：类型Type没有属性length
  // （事实上，在泛型函数中无法访问任何属性）
  return value
}

解释：Type 可以代表任意类型，无法保证一定存在length属性，比如 number 类型就没有

length。

此时，就需要为泛型添加约束来收缩类型（缩窄类型取值范围）。

5、添加泛型约束

添加泛型约束收缩类型，主要有以下两种方式：A 指定更加具体的类型 B 添加约束

A、指定更加具体的类型

function id<Type>(value: Type[]): Type[] {
  console.log(value.length)
  return value
}

比如，将类型修改为 Type[] （Type类型的数组），因为只要是数组就一定存在 length 属性，因此就可以访问了。

B、添加约束

interface ILength { length: number }
function id<Type extends ILength>(value: Type): Type {
  console.log(value.length)
  return value
}

解释：

创建描述约束的接口 ILength，该接口要求提供 length 属性。
通过 extends 关键字使用该接口，为泛型（类型变量）添加约束。
该约束表示：传入的类型必须具有 Length 属性。

注意：传入的实参（比如，数组）只要有 length 属性即可，这也符合前面讲到的接口的类型兼容性。

6、添加类型约束（使用keyof）

泛型的类型变量可以有很多个，并且类型变量之间还可以约束（比如，第二个类型变量受第一个类型变量约束）。

比如，创建一个函数来获取对象中属性的值：

function getProp<Type, Key extends keyof Type>(obj: Type, key: Key) {
  return obj[key]
}
let person = { name: 'jack', age: 18 }
getProp(person, 'name')

解释：

添加了第二个类型变量 Key，两个类型变量之间使用（，）逗号分隔。
keyof 关键字接收一个对象类型，生成其键名称（可能是字符串或数字）的联合类型。
本示例中 keyof Type 实际上获取的是 person 对象所有键的联合类型，也就是：‘name’ | ‘age’。
类型变量 Key 受 Type约束，可以理解为：Key 只能是 Type 所有键中的任意一个，或者说只能访问对象中存在的属性。

4.4.2 泛型接口

泛型接口：接口也可以配合泛型来使用，以增加其灵活性，增强其复用性。

// 创建泛型接口 IdFunc
interface IdFunc<Type> {
  id: (value: Type) => Type
  ids: () => Type[]
}

// 使用泛型接口
let obj: IdFunc<number> = {
  id(value) { return value },
  ids() { return [1, 3, 5] }
}

解释：

在接口名称的后面添加 <类型变量>，那么，这个接口就变成了泛型接口。
接口的类型变量，对接口中所有其他成员可见，也就是接口中所有成员都可以使用类型变量。
使用泛型接口时，需要显式指定具体的类型（比如，此处的 IdFunc ）。
此时，id方法的参数和返回值类型都是 number；ids 方法的返回值类型是 number[]。

实际上，JS中的数组在 TS 中就是一个泛型接口。

4.4.3 泛型类

泛型类：class 也可以配合泛型来使用。

比如，React 的 class 组件的基类 Component 就是泛型类，不同的组件有不同的 props（属性）和 state（状态）。

interface IState { count: number }
interface IProps { maxLength: number }
class InputCount extends React.Component<Iprops, IState> {
  state: IState = {
    count: 0
  }
  render() {
    return <div>{this.props.maxLength}</div>
  }
}

解释：React.Component 泛型类两个类型变量，分别指定 props 和 state 类型。

1、创建泛型类

// 创建泛型类GenericNumber
class GenericNumber<NumType> {
  defaultValue: NumType
  add: (x: NumType, y: NumType) => NumType
}

解释：

类似于泛型接口，在class 名称后面添加<类型变量>，这个类就变成了泛型类。
此处的 add 方法，采用的是箭头函数形式的类型书写方式。

// 泛型类GenericNumber的实例化，在类名后面通过<类型>来指定明确的类型
const myNum = new GenericNumber<number> ()
myNum.defaultValue = 10

类似于泛型接口，在创建class 实例时，在类名后面通过<类型>来指定明确的类型。

class GenericNumber<NumType> {
  defaultValue: NumType
  add: (x: NumType, y: NumType) => NumType
  
  // 为泛型类GenericNumber添加构造函数constructor
  constructor(value: NumType) {
    this.defaultValue = value
  }
}

// 此时，有构造函数时，创建class实例的时候，类名后面的<类型>可以省略不写
const myNum = new GenericNumber(100)
myNum.defaultValue = 10

4.4.4 泛型工具类型

泛型工具类型：TS内置了一些常用的工具类型，来简化 TS 中的一些常见操作。

说明：它们都是基于泛型实现的（泛型适用于多种类型，更加通用），并且都是内置的，可以直接在代码中使用。

这些工具类型有很多，主要学习以下几个：

Partial< Type >
Readonly< Type >
Pick<Type,Keys>
Record<Keys,Type>

1、Partial< Type>

泛型工具类型-Partial< Type>用来构造（创建）一个类型，将 Type 的所有属性设置为可选。

interface Props {
  id: string
  children: number[]
}
type PartialProps = Partial<Props>

解释：构造出来的新类型 PartialProps 结构和 Props 相同，但所有属性都变为可选的。

2、Readonly< Type>

泛型工具类型-Readonly< Type>用来构造一个类型，将 Type 的所有属性都设置为 readonly（只读）。

interface Props {
  id: string
  children: number[]
}
type ReadonlyProps = Readonly<Props>

解释：构造出来的新类型 ReadonlyProps 结构和 Props 相同，但所有属性都变为只读的。

let props: ReadonlyProps = { id: '1', children: [] }
props.id = '2'   // 报错：无法分配到“id”，因为它是只读属性

当我们想重新给 id 属性赋值时，就会报错：无法分配到 “id”，因为它是只读属性。

3、Pick<Type,Keys>

泛型工具类型-Pick<Type,Keys>从 Type 中选择一组属性来构造新类型。

interface Props {
  id: string
  title: string
  children: number[]
}
type PickProps = Pick<Props, 'id' | 'title'>

解释：

Pick 工具类型有两个类型变量：1 表示选择谁的属性 2 表示选择哪几个属性。
其中第二个类型变量，如果只选择一个则只传入该属性名即可。
第二个类型变量传入的属性只能是第一个类型变量中存在的属性。
构造出来的新类型 PickProps，只有 id 和 title 两个属性类型。

4、Record<Keys,Type>

泛型工具类型-Record<Keys,Type>构造一个对象类型，属性键为 Keys，属性类型为 Type。

type RecordObj = Record<'a' | 'b' | 'c', string[]>
let obj: RecordObj = {
  a: ['1'],
  b: ['2'],
  c: ['3']
}

解释：

Record 工具类有两个类型变量：1 表示对象有哪些属性 2 表示对象属性的类型。
构建新的对象类型 RecordObj 表示：这个对象有三个属性分别为a/b/c，属性值的类型都是string[]。

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