TS 中的类型兼容性

TS 类型兼容性参考文档

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。比如:

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

let p2: Point2D = {
  x: 1,
  y: 2,
};
// 不会报错
let p: Point = p2;

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,或者说:只要满足必须的类型就行,多了也没事)

interface Point2D {
  x: number;
  y: number;
}
interface Point3D {
  x: number;
  y: number;
  z: number;
}

let p3: Point3D = {
  x: 1,
  y: 2,
  z: 3,
};
// 不会报错
let p2: Point2D = p3;

函数类型的类型兼容性比较复杂,需要考虑:1 参数个数 2 返回值类型 等等

  1. 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)

    • 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
    const arr = ['a', 'b', 'c'];
    // arr.forEach 第一个参数的类型为: (value: string, index: number, array: string[]) => void
    arr.forEach(() => {});
    arr.forEach((item) => {});
    arr.forEach((item, index) => {});
    
    type F1 = (a: number) => void;
    type F2 = (a: number, b: number) => void;
    
    // 正确:参数少的可以赋值给参数多的
    let f1: F1 = (a) => {};
    let f2: F2 = f1;
    
  2. 返回值类型:只要满足必须的类型要求就行,多了也没事

    type F1 = () => void;
    const f1: F1 = () => {
      return 123;
    };
    

泛型概述

  • 泛型(Generics)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)
// 比如,该函数传入什么数值,就返回什么数值
function id(value: number): number {
  return value;
}

// res => 10
const res = id(10);
  • 比如,id(10) 调用以上函数就会直接返回 10 本身。但是,该函数只接收数值类型,无法用于其他类型
  • 为了能让函数能够接受任意类型的参数,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;
}
  • 这时候,就可以使用泛型来实现了
  • 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

泛型函数

创建泛型函数:

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

// 也可以仅使用一个字母来作为类型变量的名称
function id<T>(value: T): T {
  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
  • 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的类型
  • 类型变量 Type,可以是任意合法的变量名称

调用泛型函数:

// 函数参数和返回值类型都为:number
const num = id<number>(10);

// 函数参数和返回值类型都为:string
const str = id<string>('a');

解释:

  • 语法:在函数名称的后面添加 <>(尖括号),尖括号中指定具体的类型,比如,此处的 number
  • 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 捕获到
  • 此时,Type 的类型就是 number,所以,函数 id 参数和返回值的类型也都是 number
  • 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安全

简化泛型函数调用

在调用泛型函数时,可以省略 <类型> 来简化泛型函数的调用

// 省略 <number> 调用函数
let num = id(10);
let str = id('a');

解释:

  • 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

泛型约束

默认情况下,泛型函数的类型变量 Type 可以代表任意类型,这导致无法访问任何属性

比如,以下示例代码中想要获取参数的长度:

  • 因为 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。因此,无法访问 length 属性
function id<Type>(value: Type): Type {
  // 注意:此处会报错
  console.log(value.length);
  return value;
}

id('a');

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

首先,我们先来看第一种情况,如何指定更加具体的类型:

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

function id<Type>(value: Type[]): Type[] {
  // 可以正确访问
  console.log(value.length);
  return value;
}

添加泛型约束

// 创建一个自定义类型
interface ILength {
  length: number;
}

// Type extends ILength 添加泛型约束
// 解释:表示传入的类型必须满足 ILength 接口的要求才行,也就是得有一个 number 类型的 length 属性
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 关键字来为泛型(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(类型兼容性)

多个类型变量的泛型

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) {
  return obj[key];
}


let person = { name: 'jack', age: 18 };
getProp(person, 'name');

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
// Type extends object 表示: Type 应该是一个对象类型,如果不是 对象 类型,就会报错
// 如果要用到 对象 类型,应该用 object ,而不是 Object
function getProperty<Type extends object, Key extends keyof Type>(
  obj: Type,
  key: Key,
) {
  return obj[key];
}

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

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)。
  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[]。

实际上,JS 中的数组在 TS 中就是一个泛型接口

const strs = ['a', 'b', 'c'];
// 鼠标放在 forEach 上查看类型
strs.forEach;


const nums = [1, 3, 5];
// 鼠标放在 forEach 上查看类型
nums.forEach;
  • 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(Mac:Command + 鼠标左键)来查看具体的类型信息

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<Type>
  2. Readonly<Type>
  3. Pick<Type, Keys>

Partial

  • Partial 用来构造(创建)一个类型,将 Type 的所有属性设置为可选。
type 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。

Readonly

  • Readonly 用来构造一个类型,将 Type 的所有属性都设置为 readonly(只读)。
type 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: [] };
// 错误演示
props.id = '2';
  • 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。

Pick

  • Pick 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,如果有多个使用联合类型即可。
    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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