TypeScript---泛型

一.简介

TypeScript 就引入了“泛型”（generics）。泛型的特点就是带有“类型参数”（type parameter）。

在日常 TypeScript 编程中，我们经常会遇到这样的场景：函数的参数类型与返回值类型密切相关。此时，泛型（Generics）就成为了我们编写灵活、高复用性代码的重要工具。

来看一个例子来明白泛型的重要性:

function getFristValue(arr: number[]): any {return arr[0]; // 返回数组的第一个数据
}

这段代码虽然工作正常，但 any 类型 丢失了类型之间的联系。我们无法知道传入的是 string[] 还是 number[]，返回值类型也就不明确了。

于是，我们使用泛型来表达这种“输入与输出类型相关”的关系：

function getFirst<T>(arr: T[]): T {return arr[0];
}

这里的 <T> 就是类型参数，它类似于函数中的变量，调用函数时再决定 T 的具体类型。比如：

function getFirst<T>(arr: T[]): T {return arr[0];
}getFirst<number>([1, 2, 3]); // 返回 number 类型
getFirst(["a", "b", "c"]); // 推断为 string 类型

二.泛型的写法

1.function函数

function关键字定义的泛型函数，类型参数放在尖括号中，写在函数名后面。

function fun<T>(a: T): T {return a;
}console.log(fun<number>(1));

那么对于变量形式定义的函数，泛型有下面两种写法。

let my_function: <T>(a: T) => T = function <T>(a: T): T {return a;
};let you_function: <typr>(a: typr) => typr = function <typr>(a: typr): typr {return a;
};my_function<number>(10); // 10
you_function<string>("hello"); // "hello"

2.interface接口

interface Box<T> {contents: T;
}let box: Box<number> = { contents: 123 };

3.class类

class Pair<K, V> {constructor(public key: K, public value: V) {}
}const kv = new Pair<string, number>("age", 30);

也可以设置默认值：

class Generic<T = string> {list: T[] = [];add(item: T) {this.list.push(item);}
}const g = new Generic();
g.add("hello"); // 正确
g.add(123);     // 报错

注意：泛型类不能使用类型参数定义静态属性。

class Example<T> {static prop: T; // 报错
}

4.type类型别名

type Nullable<T> = T | null | undefined;type Container<T> = { value: T };const a: Container<number> = { value: 42 };

三.类型参数的默认值

类型参数可以设置默认值。使用时，如果没有给出类型参数的值，就会使用默认值。

function getFirst<T = string>(arr: T[]): T {return arr[0];
}

上面示例中，T = string表示类型参数的默认值是string。调用getFirst()时，如果不给出T的值，TypeScript 就认为T等于string。

若调用时未显式提供类型，TypeScript 会自动推断，但默认值只有在无法推断时才会生效。

一旦类型参数有默认值，就表示它是可选参数。如果有多个类型参数，可选参数必须在必选参数之后。
function combine<T, U, V = boolean>(a: T, b: U, c: V): [T, U, V] {return [a, b, c];
}const res1 = combine(1, "hello", true);      // [number, string, boolean]
const res2 = combine("a", 2, false);         // [string, number, boolean]
const res3 = combine("x", 3, undefined);     // [string, number, boolean]

四.数组的泛型表示

TypeScript 原生的数据结构，如数组、Map、Set、Promise 都是泛型结构：

《数组》一章提到过，数组类型有一种表示方法是Array<T>。这就是泛型的写法，Array是 TypeScript 原生的一个类型接口，T是它的类型参数。声明数组时，需要提供T的值。

let arr: Array<number> = [1, 2, 3];

上面的示例中，Array<number>就是一个泛型，类型参数的值是number，表示该数组的全部成员都是数值。

同样的，如果数组成员都是字符串，那么类型就写成Array<string>。事实上，在 TypeScript 内部，数组类型的另一种写法number[]、string[]，只是Array<number>、Array<string>的简写形式。

在 TypeScript 内部，Array是一个泛型接口，类型定义基本是下面的样子。

interface Array<Type> {length: number;pop(): Type | undefined;push(...items: Type[]): number;// ...
}

其他的 TypeScript 内部数据结构，比如Map、Set和Promise，其实也是泛型接口，完整的写法是Map<K, V>、Set<T>和Promise<T>。

TypeScript 默认还提供一个ReadonlyArray<T>接口，表示只读数组。

function doStuff(values: ReadonlyArray<string>) {values.push("hello!"); // 报错
}

上面示例中，参数values的类型是ReadonlyArray<string>，表示不能修改这个数组，所以函数体内部新增数组成员就会报错。因此，如果不希望函数内部改动参数数组，就可以将该参数数组声明为ReadonlyArray<T>类型。

五.类型参数的约束条件

TypeScript 提供了一种语法，允许在类型参数上面写明约束条件，如果不满足条件，编译时就会报错。这样也可以有良好的语义，对类型参数进行说明。

function comp<T extends { length: number }>(a: T, b: T) {if (a.length >= b.length) {return a;}return b;
}

上面示例中，T extends { length: number }就是约束条件，表示类型参数 T 必须满足{ length: number }，否则就会报错。

comp([1, 2], [1, 2, 3]); // 正确
comp("ab", "abc"); // 正确
comp(1, 2); // 报错

上面示例中，只要传入的参数类型不满足约束条件，就会报错。

类型参数的约束条件采用下面的形式。

<TypeParameter extends ConstraintType>

上面语法中，TypeParameter表示类型参数，extends是关键字，这是必须的，ConstraintType表示类型参数要满足的条件，即类型参数应该是ConstraintType的子类型。

类型参数可以同时设置约束条件和默认值，前提是默认值必须满足约束条件。

常见的约束类型
约束类型示例含义说明
{ length: number } T extends { length: number } 要求有 length 属性
string、number 等原始类型 T extends string 只能传入对应类型
自定义接口或类 T extends Person 要求 T 是 Person 类型或其子类
联合类型 T extends string | number T 只能是 string 或 number

约束类型	示例	含义说明
`{ length: number }`	`T extends { length: number }`	要求有 `length` 属性
`string`、`number` 等原始类型	`T extends string`	只能传入对应类型
自定义接口或类	`T extends Person`	要求 T 是 `Person` 类型或其子类
联合类型	`T extends string \| number`	T 只能是 `string` 或 `number`