TypeScript 学习笔记（四）--- 泛型（Generics）

(注明：目前泛型理解不够清晰，先照葫芦画瓢，整理一个粗略版本，后续会再次补充)

一、泛型的概念

在TS中，泛型（Generics）是一种创建可复用代码的方式，类似于代码组件的概念。具体来说，就是在定义接口、函数或类的时候，不预先指定参数、返回值的类型，而是在使用时，根据具体情况来指定相应的类型。

举个例子，定义一个函数 identity ，该函数有一个参数，函数内部就是实现了将参数原样返回，那么代码如下：

const identity = (arg) => arg;

然后我们给代码加上类型声明，并使函数的入参和返回值都应该可以是任意类型：

type idBoolean = (arg: boolean) => boolean;
type idNumber = (arg: number) => number;
type idString = (arg: string) => string;
...

上面的实现办法就是，TS有多少种类型就，写多少行代码，对应不同的类型签名，但这样会使代码冗余，难以维护。还有一种办法是使用any类型，不过这样会丧失类型检查功能，得不偿失：

const identity = (arg: any) => any;// 哪怕返回值并没有这个方法，但依旧不会报错
identity("string").length; // ok
identity("string").toFixed(2); // ok
identity(null).toString(); // ok

如果我们想要实现：根据传递的值得类型进行推导，并根据推导出来的类型，进行类型检查，比如我传了一个string，但是返回值使用量number的方法，那么就应该报错，这种效果，就需要借助泛型来实现：

function identity<T>(arg: T): T { return arg;
}

上面代码中的T，表示Type，是一个抽象类型，只有在调用函数时，才会确认具体的类型，这样就能适用于不同类型的数据。调用函数时，先把类型传递给 <T>中的T，然后再链式传递给参数类型和返回值类型。

在泛型的<>中，我们可以定义任何数量的类型变量：

function identity <T, U>(value: T, message: U) : T {  console.log(message);  return value;
}
// 调用时，使用 <> 定义好对应类型变量的类型 像传参一样 一一对应
console.log(identity<Number, string>(68, "Semlinker"));

在调用函数时，也可以省略使用 <> 显式设定类型，编译器可以自动根据我们的参数类型来得知对应类型：

function identity <T, U>(value: T, message: U) : T { console.log(message);  return value;
}
// 省略 <>
console.log(identity(68, "Semlinker"));

二、泛型约束

如果我们不对泛型的类型变量进行约束，那么其类型理论上是可以是任何类型，那这样只能使用所有类型共有的属性或方法，否则就会报错：

function trace<T>(arg: T): T { console.log(arg.size); // 报错 Error: Property 'size doesn't exist on type 'T' return arg;
}

所以我们要对其进行约束，方式就是通过 extends 继承一个接口：

interface Sizeable {size: number;
}
function trace<T extends Sizeable>(arg: T): T {console.log(arg.size);  return arg;
}

三、泛型工具类

1、概念

为了方便开发，TS内置了一些常用的工具类型，比如 Partial、Required等。不过在学习这些内置工具类型之前，我们需要先去了解一些基础的TS的特性。

2、基础特性

① typeof

typeof 在 JS 中是用来判断值的类型，在 TS 中，typeof 不仅能判断基本数据类型，还可以判断接口类型：

interface Person { name: string; age: number;
}
const sem: Person = { name: "semlinker", age: 30 };
console.log(typeof sem) // Person
// 获取接口类型 并赋值给 类型变量
type Sem = typeof sem; // type Sem = Person
const lolo: Sem = { name: "lolo", age: 5 }

以及获取对象的属性类型结构，作为一个类型赋值给类型变量：

const Message = {  name: "jimmy",   age: 18,   address: {   province: '四川',   city: '成都'     }
}
type message = typeof Message;
/*type message = {  name: string;  age: number;  address: {     province: string;      city: string;  };
}
*/// 函数对象也可以
function toArray(x: number): Array<number> {return [x];
}
type Func = typeof toArray; // type Func = (x: number) => number[]

② keyof

keyof 操作符是 TS 2.1 版本引入的，用来获取某种类型的所有键，其返回类型是一个联合类型：

interface Person { name: string; age: number;
}// 获取接口类型的键
type K1 = keyof Person; // "name" | "age"
// 支持获取数组类型的键
type K2 = keyof Person[]; // "length" | "toString" | "pop" | "push" | "concat" | "join"
// 支持普通数据类型的键
let K1: keyof boolean; // let K1: "valueOf"
let K2: keyof number; // let K2: "toString" | "toFixed" | "toExponential" | ...
let K3: keyof symbol; // let K1: "valueOf"

③ in

in 用来遍历枚举类型，比如联合类型：

type Keys = "a" | "b" | "c"type Obj =  { [p in Keys]: any
} // -> { a: any, b: any, c: any }

④ infer（不清晰）

在条件类型语句中，可以用 infer 声明一个类型变量并使用：

type ReturnType<T> = T extends ( ...args: any[]
) => infer R ? R : any;

以上代码中 infer R 就是声明一个变量来承载传入函数签名的返回值类型，简单说就是用它取到函数返回值的类型方便之后使用。

⑤ extends

extends 主要用于给泛型添加约束：

interface Lengthwise { length: number;
}
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T { console.log(arg.length); return arg;
}

⑥ 映射类型

根据已经存在的类型创建出新的类型，那被创建的新类型，我们就称为映射类型：

// 已存在的接口类型
interface TestInterface{  name:string,   age:number
}
// 处理已存在类型 并生成新类型的方法
type OptionalTestInterface<T> = { [p in keyof T]+?:T[p]
}
// 获取新类型
type newTestInterface = OptionalTestInterface<TestInterface>

3、内置工具类型

① Partial

Partial<T> 结合keyof 和 in ，将某类型的所有属性变成可选：

// 工具类型 Partial 内部原理
type Partial<T> = { [P in keyof T]?: T[P];
};
// 已存在的接口类型
interface UserInfo {  id: string;  name: string;
}
// 使用Partial
type NewUserInfo = Partial<UserInfo>;
const xiaoming: NewUserInfo = {  name: 'xiaoming'
}

但 Partial 也有它的局限性：只支持对第一层属性进行处理，如果要处理的类型中有嵌套属性，则第二层往下就不会再处理。但如果想要对嵌套属性也进行处理，可以自己实现：

type DeepPartial<T> = {   // 如果是 object，则递归类型  [U in keyof T]?: T[U] extends object    ? DeepPartial<T[U]>   : T[U]
};type PartialedWindow = DeepPartial<T>; // 现在T上所有属性都变成了可选啦

② Required

Required将某类型的所有属性变成必选：

// Required 内部原理
type Required<T> = {    [P in keyof T]-?: T[P] // 其中 -? 是代表移除 ? 这个 modifier 的标识
};

③ Readonly

Readonly<T> 的作用是将某个类型所有属性变为只读属性，也就意味着这些属性不能被重新赋值：

//  Readonly 内部原理
type Readonly<T> = { readonly [P in keyof T]: T[P];
};
// 使用
interface Todo {title: string;
}
const todo: Readonly<Todo> = { title: "Delete inactive users"
};
todo.title = "Hello"; // Error: cannot reassign a readonly property

④ Pick

Pick 从某个类型中挑出部分属性出来：

// 原理
type Pick<T, K extends keyof T> = {  [P in K]: T[P];
};
// 使用
interface Todo { title: string; description: string;completed: boolean;
}type TodoPreview = Pick<Todo, "title" | "completed">;const todo: TodoPreview = { title: "Clean room", completed: false,
};

⑤ ReturnType

ReturnType 用来得到一个函数的返回值类型：

// 原理
type ReturnType<T extends (...args: any[]) => any> = T extends ( ...args: any[]
) => infer R   // infer在这里用于提取函数类型的返回值类型? R : any;
// 使用
type Func = (value: number) => string;
// ReturnType获取到 Func 的返回值类型为 string，所以，foo 也就只能被赋值为字符串了。
const foo: ReturnType<Func> = "1";

⑥ Exclude

Exclude<T, U> 的作用是将某个类型中属于另一个的类型移除掉，简单来说就是取不同的部分：

// 原理
type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;
// 使用
type T0 = Exclude<"a" | "b" | "c", "a">; // "b" | "c"
type T1 = Exclude<"a" | "b" | "c", "a" | "b">; // "c"

⑦ Extract

Extract<T, U> 的作用是从 T 中提取出 U，简单来说就是取相同的部分：

// 原理
type Extract<T, U> = T extends U ? T : never;
// 使用
type T0 = Extract<"a" | "b" | "c", "a" | "f">; // "a"
type T1 = Extract<string | number | (() => void), Function>; // () =>void

⑧ NonNullable

NonNullable<T> 的作用是用来过滤类型中的 null 及 undefined 类型：

// 原理
type NonNullable<T> = T extendsnull | undefined ? never : T;
// 使用
type T0 = NonNullable<string | number | undefined>; // string | number
type T1 = NonNullable<string[] | null | undefined>; // string[]

⑨ Record、Omit、Parameters等