【前端进阶】-TypeScript高级类型 | 泛型约束、泛型接口、泛型工具类型

前言

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前两篇文章讲解了TypeScript的一些高级类型
详细内容请阅读如下：🔽
【前端进阶】-TypeScript高级类型 | 交叉类型、索引签名类型、映射类型
【前端进阶】-TypeScript高级类型 | 类的初始化、构造函数、继承、成员可见性
今天来学习TypeScript另外一些高级类型！
感兴趣的小伙伴一起来看看吧~🤞

文章目录

• 泛型
• • 创建泛型函数
  • 调用泛型函数
  • 泛型约束
  • 泛型接口
  • 泛型类
  • 泛型工具类型
  • • 1.Partial<Type>
    • 2.Readonly<Type>
    • 3. Pick<Type, Keys>
    • 4. Record<Keys,Type>

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

为了能让函数接受任意类型，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。

传入的类型与返回的类型应该是相同的。如果我们传入一个数字，我们只知道任何类型的值都有可能被返回。

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

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

创建泛型函数

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

解释：

1. 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。
2. 类型变量Type，是一种特殊类型的变量，只用于表示类型而不是值。
3. Type类型变量相当于一个类型容器，能够捕获用户传入的类型（比如：number）（具体是什么类型由用户>调用该函数时指定）。
4. 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的类型。
5. 类型变量Type，可以是任意合法的变量名称。

调用泛型函数

// 使用泛型创建一个函数：
function id<Type>(value: Type): Type {
    return value
}

//调用泛型函数：
// 1 以number类型调用泛型函数
const num = id<number>(10)

// 2 以string类型调用泛型函数
const str = id<string>('a')

// 3 以boolean类型调用泛型函数
const ret = id<boolean>(true)

解释：

1. 语法：在函数名称后面添加$<>$(尖括号)，尖括号中指定具体的类型，比如，此处的number。
2. 当传入类型number后，这个类型就会被函数声明时指定的类型变量Type捕捉到。
3. 此时，Type的类型就是number，所以，函数id参数和返回值类型也都是number。

同样，如果传入类型string，函数id参数和返回值的类型就都是string。

这样，通过泛型就做到了让id函数与多种不同的类型一起工作，实现了复用的同时保证了类型的安全。

简化调用泛型函数

let num1 = id(100)
let str1 = id('abc')

解释：

1. 在调用泛型函数时，可以省略<类型>来简化泛型函数的调用。
2. 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。
3. 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。

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)   //这里的length会报错
  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）。

添加泛型约束收缩类型，主要有以下两种方式：1、指定更加具体的类型 ，2、添加约束。

A.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。

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B.添加约束

interface ILength { length: number }

function id<Type extends ILength>(value: Type): Type {  
        //extends：满足后面指定类型的一个约束
    console.log(value.length)
    return value
}

id(['a','k'])
id({ length: 10, name: 'jack' })

// 错误演示：
// id(123)   数值没有length属性

解释：

1. 创建描述约束的接口ILength，该接口要求提供length属性。
2. 通过extends关键字使用该接口，为泛型（类型变量）添加约束。
3. 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。

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C.多个泛型变量的情况（添加类型约束）

泛型的类型变量可以有多个，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) {
                         //keyof 获取后面这个类型中所有键的一个集合/所有键名称的联合类型
    return obj[key]
}
let person = { name: 'jack', age: 18 }
getProp( person, 'age')    
                 
//getProp({ name: 'jack', age: 18 }, 'age')
getProp({ name: 'jack', age: 18 }, 'name')
                 
//错误实例：只能访问Type对象中存在的属性
// getProp({ name: 'jack', age: 18 }, 'name1')

// 补充：（了解）
getProp(18,'toFixed')
getProp('abc', 'split')
getProp('abc', 1)  //此处 1 表示索引
getProp(['a'],'length')
getProp(['a'], 1000)

解释：

1. 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。
2. 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。
3. 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’。
4. 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。

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。

interface IdFunc<Type> {
    id: (value: Type) => Type
    ids: () => Type[]
}

let obj: IdFunc<number> = {
    id(value) {
        return value
    },
    ids() {
        return [1,3,5]
    }
}

解释：

1. 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。
2. 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。
3. 使用泛型接口时，需要显式指定具体的类型（比如，此处的IdFunc$<$number$>$)。
4. 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[]。

数组是泛型接口

实际上，JS中的数组在TS中就是一个泛型接口。

解释：当我们在使用数组时，TS会根据数组的不同类型，来自动将类型变量设置为相应的类型。

技巧：可以通过Ctrl+鼠标左键来查看具体的类型信息。

泛型类

创建泛型类

class GenericNumber<NumType> {
    defaultValue: NumType
    add: (x: NumType, y: NumType) => NumType
}

解释：

1. 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。
2. 此处的add方法，采用的是箭头函数形式的类型书写方式。

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。

//可以在类名后面省略类型的示例：
class GenericNumber<NumType> {
    defaultValue: NumType
    add: (x: NumType, y: NumType) => NumType

    constructor(value: NumType) {  
        //可以省略<number>是因为这里有一个参数，参数的类型就是NumType，
        //当你在传入一个具体的值时，class可以根据你传入的这个值来推断出NumType的类型。
        this.defaultValue = value
    }
}
// 可以省略<number>不写
// const myNum = new GenericNumber<number>(100)
const myNum = new GenericNumber(100)
myNum.defaultValue = 10

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：

1. Partial
2. Readonly
3. Pick<Type, Keys>
4. Record<Keys, Type>

1.Partial

作用：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>

let p1: Props = {
    id: '',
    children: [1]
}
let p2: PartialProps = {} //因为PartialProps是可选的，所以不会报错

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。

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2.Readonly

作用：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Readonly结构和Props相同，但所有属性都变为只读的。

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。

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3. Pick<Type, Keys>

作用：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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 构造出来的新类型PickProps，只有id和title两个属性类型。

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4. Record<Keys,Type>

作用：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[]>
// type RecordObj = {
//     a: string[]
//     b: string[]
//     c: string[]
// }

let obj: RecordObj = {
    a: ['a'],
    b: ['b'],
    c: ['c']
}

解释：

1. Record工具类型有两个类型变量：1、表示对象有哪些属性 2、表示对象属性的类型。
2. 构建的新对象类型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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