泛型

泛型(Generics)是指在定义函数、接口或类的时候,不预先指定具体的类型,而在使用的时候再指定类型的一种特性。

简单的例子

首先,我们来实现一个函数 createArray,它可以创建一个指定长度的数组,同时将每一项都填充一个默认值:

function createArray(length: number, value: any): Array<any> {
  let result = [];
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = value;
  }
  return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

上例中,我们使用了之前提到过的数组泛型来定义返回值的类型。

这段代码编译不会报错,但是一个显而易见的缺陷是,它并没有准确的定义返回值的类型:

Array<any> 允许数组的每一项都为任意类型。但是我们预期的是,数组中每一项都应该是输入的 value 的类型。

这时候,泛型就派上用场了:

function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
  let result = [];
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = value;
  }
  return result;
}

createArray<string>(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

上例中,我们在函数名后添加了 <T>,其中 T 用来指代任意输入的类型,在后面的输入 value: T 和输出 Array<T> 中即可使用了。

接着在调用的时候,可以指定它具体的类型为 string。当然,也可以不手动指定,而让类型推论自动推算出来:

function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
  let result = [];
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = value;
  }
  return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

多个类型参数

定义泛型的时候,可以一次定义多个类型参数:

function swap<T, U>(tuple: [T, U]): [U, T] {
  return [tuple[1], tuple[0]];
}

swap([7, 'seven']); // ['seven', 7]

上例中,我们定义了一个 swap 函数,用来交换输入的元组。

泛型约束

在函数内部使用泛型变量的时候,由于事先不知道它是哪种类型,所以不能随意的操作它的属性或方法:

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

// index.ts(2,19): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'T'.

上例中,泛型 T 不一定包含属性 length,所以编译的时候报错了。

这时,我们可以对泛型进行约束,只允许这个函数传入那些包含 length 属性的变量。这就是泛型约束:

interface Lengthwise {
  length: number;
}

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

上例中,我们使用了 extends 约束了泛型 T 必须符合接口 Lengthwise 的形状,也就是必须包含 length 属性。

此时如果调用 loggingIdentity 的时候,传入的 arg 不包含 length,那么在编译阶段就会报错了:

interface Lengthwise {
  length: number;
}

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

loggingIdentity(7);

// index.ts(10,17): error TS2345: Argument of type '7' is not assignable to parameter of type 'Lengthwise'.

多个类型参数之间也可以互相约束:

function copyFields<T extends U, U>(target: T, source: U): T {
  for (let id in source) {
    target[id] = (<T>source)[id];
  }
  return target;
}

let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };

copyFields(x, { b: 10, d: 20 });

上例中,我们使用了两个类型参数,其中要求 T 继承 U,这样就保证了 U 上不会出现 T 中不存在的字段。

泛型接口

之前学习过,可以使用接口的方式来定义一个函数需要符合的形状:

interface SearchFunc {
  (source: string, subString: string): boolean;
}

let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(source: string, subString: string) {
  return source.search(subString) !== -1;
}

当然也可以使用含有泛型的接口来定义函数的形状:

interface CreateArrayFunc {
  <T>(length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
  let result = [];
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = value;
  }
  return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

进一步,我们可以把泛型参数提前到接口名上:

interface CreateArrayFunc<T> {
  (length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc<any>;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
  let result = [];
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = value;
  }
  return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

注意,此时在使用泛型接口的时候,需要定义泛型的类型。

泛型类

与泛型接口类似,泛型也可以用于类的类型定义中:

class GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();
myGenericNumber.zeroValue = 0;
myGenericNumber.add = function(x, y) { return x + y; };

参考


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