TypeScript学习笔记（五）：高级类型二

前言

一、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，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。

// any 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(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lava 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。

1、创建泛型函数：

// 使用泛型来创建一个函数：
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的类型。
·  类型变量 Type，可以是任意合法的变量名称。

2、调用泛型函数：

// 调用泛型函数：
// 以 number 类型调用泛型函数
const num = id<number>(20) // const num: number

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

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。
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安全。

3、简化调用泛型函数：

// 简化调用泛型函数：
let num1 = id(10) // let num1: number
let str1 = id('abc') // let str1: string

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:
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:

// 泛型约束
function id<Type>(value: Type): Type {
    console.log(value.length) // 不能访问 length 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：

指定更加具体的类型：

// 指定更加具体的类型
function id<Type>(value: Type[]): Type[] {
    console.log(value.length) // 可以访问length
    return value
}

比如，将类型修改为Typell(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。

添加约束：

// 创建一个拥有 length 属性的接口
interface MyLength { length: number }
// 使用 extends 约束泛型
function id<Type extends MyLength>(value: Type): Type {
    console.log(value.length) // 能访问 length
    return value
}

id([1, 2, 3])
id('abc')
id({name: 'Jake', length: 10})
//id(10) // 类型“number”的参数不能赋给类型“MyLength”的参数。

解释：
·  创建描述约束的接口length，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。

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:

// 声明函数
function getProp<Type, Key extends keyof Type>(obj: Type, key: Key) {
    return obj[key]
}

getProp({name: 'Jake', age: 20}, 'name')
// 类型“"gender"”的参数不能赋给类型“"name" | "age"”的参数。
//getProp({name: 'Jake', age: 20}, 'gender') 

getProp(18, 'toFixed')
getProp('abc', 'split')
getProp('abc', 1) // 此处 1 表示索引

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。

5、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。

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

// 需要显示指定具体的类型
let obj: IdFunc<number> = {
    id(value) {
        return value
    },
    ids() {
        return [1, 2, 3]
    }
}

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 ldFunc)。
·  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 numberl。

实际上，JS 中的数组在TS 中就是一个泛型接口。

// 数组在 TS 是泛型接口
const strs = ['a', 'b', 'c']
// (method) Array<string>.forEach(callbackfn: (value: string, index: number, array: string[]) => void, thisArg?: any): void
strs.forEach(item => {}) // (parameter) item: string

const nums = [1, 2, 3]
// (method) Array<number>.forEach(callbackfn: (value: number, index: number, array: number[]) => void, thisArg?: any): void
nums.forEach(item => {}) // (parameter) item: number

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：option + 鼠标左键)来查看具体的类型信息。

6、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 和 state。

// class 配合泛型
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。

创建泛型类：

// 创建泛型类
class GenericNumber<NumType>{
    defaultValue: NumType
    add: (x: NumType, y: NumType) => NumType
}
// 这种情况下，推荐明确指定 <类型> 
const myNum = new GenericNumber<number>()
myNum.defaultValue = 10

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

    constructor(value: NumType) {
        this.defaultValue = value
    }
}
// 可以省略指定 <类型> 不写
const myNum = new GenericNumber(100)
myNum.defaultValue = 10

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。
·  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。

7、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，

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:

Partial：用来构造(创建)一个类型，将Type 的所有属性设置为可选

// 接口
interface Props {
    id: string
    children: number[]
}

// 使用 Partial 将 Props 的所有属性设置为可选
type PartialProps = Partial<Props>

// 必须指定属性
let p1: Props = {
    id: '',
    children: [1]
}
// 可以不指定属性
let p2: PartialProps

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：用来构造一个类型，将Type的所有属性都设置为readonly(只读)

// 接口
interface Props {
    id: string
    children: number[]
}

// 使用 Partial 将 Props 的所有属性设置为只读
type PartialProps = 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 p1: ReadonlyProps = {
    id: '',
    children: [1]
}
// 无法为“id”赋值，因为它是只读属性
// p1.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：从 Type 中选择一组属性来构造新类型

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

解释：
·  Pick 工具类型有两个类型变量：表示选择谁的属性、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。

Record：构造一个对象类型，属性键为Keys，属性类型为 Type。

// 构造一个对象类型, key 为 a, b, c，值为字符串数组类型
type RecordObj = Record<'a' | 'b' | 'c', string[]>

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

// 另一种写法
type RecordObj1 = {
    a: string[],
    b: string[],
    c: string[],
}

let obj1: RecordObj1 = {
    a: ['a'],
    b: ['b'],
    c: ['c']
}

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

二、索引签名类型

绝大多数情况下，我们都可以在使用对象前就确定对象的结构，并为对象添加准确的类型。
使用场景：当无法确定对象中有哪些属性(或者说对象中可以出现任意多个属性)，此时，就用到索引签名类型了。

// 索引签名类型
interface AnyObject {
    [key: string]: number
}

let obj: AnyObject = {
    a: 1
}

解释：
·  使用 [key: string] 来约束该接口中允许出现的属性名称。表示只要是string 类型的属性名称，都可以出现在对象中。
·  这样，对象 obi中就可以出现任意多个属性(比如，a、b等)。
·  key 只是一个占位符，可以换成任意合法的变量名称。
·  隐藏的前置知识：JS 中对象(0)的键是 string类型的。

在 JS 中数组是一类特殊的对象，特殊在数组的键(索引)是数值类型。
并且，数组也可以出现任意多个元素。所以，在数组对应的泛型接口中，也用到了索引签名类型。

// 索引签名类型
interface MyArray<T> {
    [n: number]: T
}

let arr: MyArray<number> = [1, 3, 5]
arr[0]

解释：
·  MyArray 接口模拟原生的数组接口，并使用 [n:number]来作为索引签名类型。
·  该索引签名类型表示:只要是 number类型的键(索引)都可以出现在数组中，或者说数组中可以有任意多个元素。
·  同时也符合数组索引是 number类型这一前提。

三、映射类型

映射类型：基于旧类型创建新类型(对象类型)，减少重复、提升开发效率。
比如，类型PropKeys有x/y/z，另一个类型Type1中也有x/y/z，并且Type1中x/y/z 的类型相同:

// 联合类型
type PropsKeys = 'x' | 'y' | 'z'

// 对象类型
type Type1 = { x: number; y: number; z: number }

这样书写没错，但x/y/z重复书写了两次。像这种情况，就可以使用映射类型来进行简化。

// 映射类型
type Type2 = { [Key in PropsKeys]: number }

// 映射类型不能在接口中使用
// interface Type3 {
//     [Key in PropsKeys]: number // 映射的类型可能不声明属性或方法
// }

解释：
·  映射类型是基于索引签名类型的，所以，该语法类似于索引签名类型，也使用了。
·  Key in PropKeys 表示 Key 可以是 PropKeys 联合类型中的任意一个，类似于for(let k in obj)。
·  使用映射类型创建的新对象类型 Type2 和类型 Type1 结构完全相同。
·  注意：映射类型只能在类型别名中使用，不能在接口中使用。

映射类型除了根据联合类型创建新类型外，还可以根据对象类型来创建:

// 对象类型
type Props = { a: number; b: string; c: boolean }

// 映射类型 type Type3 = { a: number; b: number; c: number; }
type Type3 = { [key in keyof Props]: number }

解释：
·  首先，先执行 keyof Props 获取到对象类型 Props 中所有键的联合类型即，’a’|’b’|’℃’。
·  然后，Key in.. 就表示 Key 可以是 Props 中所有的键名称中的任意一个。

实际上，前面讲到的泛型工具类型(比如，Partial)都是基于映射类型实现的。
比如，Partial的实现：

type Partial<T> = {
    [P in keyof T]?: T[P]
}
type Props = { a: number; b: string; c: boolean }
type PartialProps = Partial<Props>

解释：
·  keyof T 即 keyof Props 表示获取 Props 的所有键，也就是:’a’|’b”c’。
·  在‖后面添加 ?(问号)，表示将这些属性变为可选的，以此来实现 Partial 的功能。
·  冒号后面的 T[P]表示获取 T 中每个键对应的类型。比如，如果是 ‘à’ 则类型是 number;如果是 “b’ 则类型是 string。
·  最终，新类型 PartialProps和旧类型 Props 结构完全相同，只是让所有类型都变为可选了。

刚刚用到的 T[P] 语法，在 TS 中叫做索引查询(访问)类型。
作用：用来查询属性的类型。

// 对象类型
type Props = { a: number; b: string; c: boolean }

// 索引查询类型 type typeA = number
type typeA = Props['a']

解释：Props[‘a”表示查询类型 Props 中属性’a’对应的类型number。所以，TypeA的类型为 number。
注意：[] 中的属性必须存在于被查询类型中，否则就会报错。

索引查询类型的其他使用方式：同时查询多个索引的类型。

// 对象类型
type Props = { a: number; b: string; c: boolean }

// 索引查询类型 type typeA = string | number
type typeA = Props['a' | 'b']

解释：使用字符串字面量的联合类型，获取属性a和b对应的类型，结果为：string | number。

// 对象类型
type Props = { a: number; b: string; c: boolean }

// 索引查询类型 type typeA = string | number | boolean
type typeA = Props[keyof Props]

解释：使用 keyof 操作符获取Props 中所有键对应的类型，结果为：string | number | boolean。