TypeScript 高级类型

TS 中的高级类型有很多，重点学习以下高级类型：

  1. 泛型 和 keyof
  2. 索引签名类型 和 索引查询类型
  3. 映射类型

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
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

创建泛型函数

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

function id<T>(value: T): T {
  return value;
}
  • 解释:
    1. 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
    2. 类型变量 Type，是一种特殊类型的变量，它处理类型而不是值
    3. 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)
    4. 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
    5. 类型变量 Type，可以是任意合法的变量名称

调用泛型函数

const num = id<number>(10);
const str = id<string>("a");

  • 解释：

    1. 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
    2. 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
    3. 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

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:

    1. 在调用泛型函数时，可以省略 <类型> 来简化泛型函数的调用
    2. 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
    3. 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

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");
  • 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：1 指定更加具体的类型 2 添加约束

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;
}

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:
    1. 创建描述约束的接口 ILength，该接口要求提供 length 属性
    2. 通过 extends 关键字使用该接口，为泛型(类型变量)添加约束
    3. 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)

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：

function getProp<Type, Key extends keyof Type>(obj: Type, key: Key) {
  return obj[key];
}
let person = { name: "jack", age: 18 };
getProp(person, "name");
  • 解释:
    1. 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。
    2. 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。
    3. 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'
    4. 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];
}

泛型接口

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:
    1. 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。
    2. 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。
    3. 使用泛型接口时，需要显式指定具体的类型 (比如，此处的 IdFunc<nunber>)。
    4. 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 number[]。

JS 中的泛型接口

实际上，JS 中的数组在 TS 中就是一个泛型接口。

const strs = ["a", "b", "c"];
// 鼠标放在 forEach 上查看类型
strs.forEach;

const nums = [1, 3, 5];
// 鼠标放在 forEach 上查看类型
nums.forEach;

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  • 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：Command + 鼠标左键)来查看具体的类型信息

泛型工具类型

  • 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
  • 说明: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:
  1. Partial<Type>
  2. Readonly<Type>
  3. Pick<Type, Keys>
  4. Omit<Type>

Partial

  • Partial<Type> 用来构造(创建)一个类型，将 Type 的所有属性设置为可选。
type Props = {
  id: string;
  children: number[];
};

type PartialProps = Partial`<Props>`;
  • 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

  • Readonly<Type> 用来构造一个类型，将 Type 的所有属性都设置为 readonly(只读)。
type Props = {
  id: string;
  children: number[];
};

type ReadonlyProps = 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 props: ReadonlyProps = { id: "1", children: [] };
// 错误演示
props.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

  • Pick<Type, Keys> 从 Type 中选择一组属性来构造新类型。
interface Props {
  id: string;
  title: string;
  children: number[];
}
type PickProps = Pick<Props, "id" | "title">;
  • 解释:
    1. Pick 工具类型有两个类型变量:1 表示选择谁的属性 2 表示选择哪几个属性。 2. 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。
    2. 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。
    3. 构造出来的新类型 PickProps，只有 id 和 title 两个属性类型。

Omit

Omit<K,T>类型让我们可以从另一个对象类型中剔除某些属性，并创建一个新的对象类型：

K：是对象类型名称，T：是剔除 K 类型中的属性名称

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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。

interface AnyObject {
  [key: string]: number;
}
let obj: AnyObject = {
  a: 1,
  b: 2,
};
  • 解释:
    1. 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。
    2. 这样，对象 obj 中就可以出现任意多个属性(比如，a、b 等)。
    3. key 只是一个占位符，可以换成任意合法的变量名称。
    4. 隐藏的前置知识:JS 中对象({})的键是 string 类型的。

数组索引类型签名

  • 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。
interface MyArray<T> {
  [n: number]: T;
}
let arr: MyArray<number> = [1, 3, 5];
  • 解释:
    1. 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。
    2. 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。
    3. 同时也符合数组索引是 number 类型这一前提。

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:
type PropKeys = "x" | "y" | "z";
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。
type PropKeys = "x" | "y" | "z";
type Type2 = { [Key in PropKeys]: number };
  • 解释:
    1. 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 []。
    2. Key in PropKeys 表示 Key 可以是 PropKeys 联合类型中的任意一个，类似于 forin(let k in obj)。
    3. 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。
    4. 注意:映射类型只能在类型别名中使用，不能在接口中使用。

根据对象创建

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:

type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
type Type3 = { [key in keyof Props]: number };
  • 解释:
    1. 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' | 'c'。
    2. 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。

内置映射类型实现分析

  • 实际上，前面讲到的泛型工具类型(比如，Partial<Type>)都是基于映射类型实现的。
  • 比如，Partial<Type> 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:
    1. keyof T 即 keyof Props 表示获取 Props 的所有键，也就是:'a' | 'b' | 'c'。
    2. 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。
    3. 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 'a' 则类型是 number;如果是 'b' 则类型是 string。
    4. 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。

索引访问类型

  • 刚刚用到的 T[P] 语法，在 TS 中叫做索引访问类型
  • 作用:用来查询属性的类型。
type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
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。

同时查询多个索引的类型

  • 索引查询类型的其他使用方式:同时查询多个索引的类型
type Props = { a: number; b: string; c: boolean };

type TypeA = Props["a" | "b"]; // string | number
  • 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。
type TypeA = Props[keyof Props]; // string | number | boolean
  • 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。

交叉类型

  • 使用 & 进行类型交叉合并
type User = { name: string; age: number };
type Student = { className: string; num: number };
type Type = Uesr & Student;
  • 交叉类型注意冲突问题，如果属性相同且类型相同则没问题，如果属性相同类型不同，则会把属性的两个类型合并
type A = { num: number };
type B = { num: string };
// T 类型此时是没有意义的，因为没有值是符合既是数字又是字符串
type T = A & B;
let a: T = 1; // 这里会报错
  • 使用 Omit 来解决冲突
type User = { name: string; age: number; num: string };
type Student = { className: string; age: string; num: number };
type Type = Omit<Uesr, "age" | "num"> & Student; // 把 Uesr 的 age num 属性剔除再交叉合并

unknown 类型

unknown 类型相对于 any 类型更加安全；不能随意操作 unknown 类型数据，只能通过类型收窄来确定 unknown 的类型，才能进行操作

let a: unknown = "123";
// 允许 赋值
a = 100;
a = undefined;
a = null;
a = {};

// 不允许 对象的类型为 unknown
a.length;
a();

// 通过类型收窄 才能进行对应的操作
if (typeof a === "string") {
  a.lenght;
}
if (typeof a === "number") {
  a.toFixed();
}

注意

  1. 在 ts 中，会默认把 setTimeout 和 setInterval 的类型定义为 nodejs 中的定时器。而不是浏览器中的
// 在web中推荐加上 window
let timer = window.setInterval(() => {}, 1000);
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