TypeScript的泛型是什么，泛型约束是什么？

news2024/11/24 10:34:13

一、泛型定义

二、泛型函数

1. 定义泛型函数

2. 调用泛型函数

3.简化泛型函数调用

三、泛型约束

1. 指定更加具体的类型

2. 添加约束

3.多个类型变量

四、泛型接口

一、泛型定义

在TypeScript中的泛型（Generics）允许我们在保证类型安全前提下参数化类型，以便在使用类、函数或接口时才指定具体的类型。

使用泛型可以增加代码的灵活性和重用性，特别是在处理不确定类型的情况下。它可以帮助我们编写更通用的代码，而不需要针对每种可能的类型都进行重复的实现。

比如有一个需求：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)，假如像下面这么写，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。

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

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。

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。

二、泛型函数

1. 定义泛型函数

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

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
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

const num = id<number>(10)
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

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.简化泛型函数调用

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

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

三、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)
  return value
}

id('a')
// id (10)

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

1. 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[] {
  console.log(value.length)
  return value
}

2. 添加约束

  // 创建一个接口
  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（类型兼容性)

3.多个类型变量

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：

<script setup lang="ts">
  function getProp<Type, Key extends keyof Type>(obj: Type, key: Key) {
    return obj[key]
  }
  const person = { name: 'jack', age: 18 }
  getProp(person, 'name')
</script>

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

// 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]
}

四、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: