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  TypeScript 泛型

  • 定义和使用

    软件工程中，我们不仅要创建一致的定义良好的API，同时也要考虑可重用性。 组件不仅能够支持当前的数据类型，同时也能支持未来的数据类型，这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。
    在像C#和Java这样的语言中，可以使用泛型来创建可重用的组件，一个组件可以支持多种类型的数据。 这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。
    下面来创建第一个使用泛型的例子：identity 函数。 这个函数会返回任何传入它的值。 你可以把这个函数当成是 echo 命令。
    不用泛型的话，这个函数可能是下面这样： 
    function identity(arg: number): number {
     return arg;
 }
    或者，我们使用 any 类型来定义函数： 
    function identity(arg: any): any {
     return arg;
 }
    使用 any 类型会导致这个函数可以接收任何类型的 arg 参数，这样就丢失了一些信息：传入的类型与返回的类型应该是相同的。如果我们传入一个数字，我们只知道任何类型的值都有可能被返回。
    因此，我们需要一种方法使返回值的类型与传入参数的类型是相同的。 这里，我们使用了 类型变量，它是一种特殊的变量，只用于表示类型而不是值。 
    function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
    我们给 identity 添加了类型变量 T。 T 帮助我们捕获用户传入的类型（比如：number），之后我们就可以使用这个类型。 之后我们再次使用了 T 当做返回值类型。现在我们可以知道参数类型与返回值类型是相同的了。 这允许我们跟踪函数里使用的类型的信息。
    我们把这个版本的 identity 函数叫做泛型，因为它可以适用于多个类型。 不同于使用 any，它不会丢失信息，像第一个例子那像保持准确性，传入数值类型并返回数值类型。
    我们定义了泛型函数后，可以用两种方法使用。 第一种是，传入所有的参数，包含类型参数： 
    let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'
    这里我们明确的指定了T是string类型，并做为一个参数传给函数，使用了<>括起来而不是()。
    第二种方法更普遍。利用了类型推论 -- 即编译器会根据传入的参数自动地帮助我们确定T的类型： 
    let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'
    注意：我们没必要使用尖括号（<>）来明确地传入类型；编译器可以查看myString的值，然后把T设置为它的类型。 类型推论帮助我们保持代码精简和高可读性。如果编译器不能够自动地推断出类型的话，只能像上面那样明确的传入T的类型，在一些复杂的情况下，这是可能出现的。

  • 使用泛型变量

    使用泛型创建像 identity 这样的泛型函数时，编译器要求你在函数体必须正确的使用这个通用的类型。 换句话说，你必须把这些参数当做是任意或所有类型。
    看下之前 identity 例子： 
    function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
    如果我们想同时打印出 arg 的长度。 我们很可能会这样做： 
    function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
     console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
     return arg;
 }
    如果这么做，编译器会报错说我们使用了 arg 的 .length 属性，但是没有地方指明 arg 具有这个属性。 记住，这些类型变量代表的是任意类型，所以使用这个函数的人可能传入的是个数字，而数字是没有 .length 属性的。
    现在假设我们想操作 T 类型的数组而不直接是 T。由于我们操作的是数组，所以 .length 属性是应该存在的。 我们可以像创建其它数组一样创建这个数组： 
    function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
     console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
     return arg;
 }
    你可以这样理解loggingIdentity的类型：泛型函数loggingIdentity，接收类型参数T和参数arg，它是个元素类型是T的数组，并返回元素类型是T的数组。 如果我们传入数字数组，将返回一个数字数组，因为此时 T的的类型为number。 这可以让我们把泛型变量T当做类型的一部分使用，而不是整个类型，增加了灵活性。
    我们也可以这样实现上面的例子： 
    function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
     console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
     return arg;
 }
    使用过其它语言的话，你可能对这种语法已经很熟悉了。

  • 泛型类型

    泛型函数的类型与非泛型函数的类型没什么不同，只是有一个类型参数在最前面，像函数声明一样： 
    function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
 
 let myIdentity: <T>(arg: T) => T = identity;
    我们也可以使用不同的泛型参数名，只要在数量上和使用方式上能对应上就可以。 
    function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
 
 let myIdentity: <U>(arg: U) => U = identity;
    我们还可以使用带有调用签名的对象字面量来定义泛型函数： 
    function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
 
 let myIdentity: {<T>(arg: T): T} = identity;
    这引导我们去写第一个泛型接口了。 我们把上面例子里的对象字面量拿出来做为一个接口： 
    interface GenericIdentityFn {
     <T>(arg: T): T;
 }
 
 function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
 
 let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;
    一个相似的例子，我们可能想把泛型参数当作整个接口的一个参数。 这样我们就能清楚的知道使用的具体是哪个泛型类型（比如： Dictionary<string>而不只是Dictionary）。 这样接口里的其它成员也能知道这个参数的类型了。 
    interface GenericIdentityFn<T> {
     (arg: T): T;
 }
 
 function identity<T>(arg: T): T {
     return arg;
 }
 
 let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identity;
    注意，我们的示例做了少许改动。 不再描述泛型函数，而是把非泛型函数签名作为泛型类型一部分。 当我们使用 GenericIdentityFn 的时候，还得传入一个类型参数来指定泛型类型（这里是：number），锁定了之后代码里使用的类型。 对于描述哪部分类型属于泛型部分来说，理解何时把参数放在调用签名里和何时放在接口上是很有帮助的。
    除了泛型接口，我们还可以创建泛型类。 注意，无法创建泛型枚举和泛型命名空间。

  • 泛型类

    泛型类看上去与泛型接口差不多。 泛型类使用（<>）括起泛型类型，跟在类名后面。 
    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; };
    GenericNumber 类的使用是十分直观的，并且你可能已经注意到了，没有什么去限制它只能使用 number 类型。 也可以使用字符串或其它更复杂的类型。 
    let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

console.log(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));
    与接口一样，直接把泛型类型放在类后面，可以帮助我们确认类的所有属性都在使用相同的类型。
    我们在类那节说过，类有两部分：静态部分和实例部分。 泛型类指的是实例部分的类型，所以类的静态属性不能使用这个泛型类型。

  • 泛型约束

    你应该会记得之前的一个例子，我们有时候想操作某类型的一组值，并且我们知道这组值具有什么样的属性。 在 loggingIdentity 例子中，我们想访问 arg 的 length 属性，但是编译器并不能证明每种类型都有 length 属性，所以就报错了。 
    function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
     console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
     return arg;
}
    相比于操作any所有类型，我们想要限制函数去处理任意带有 .length 属性的所有类型。 只要传入的类型有这个属性，我们就允许，就是说至少包含这一属性。 为此，我们需要列出对于T的约束要求。
    为此，我们定义一个接口来描述约束条件。 创建一个包含 .length 属性的接口，使用这个接口和 extends 关键字来实现约束： 
    interface Lengthwise {
     length: number;
 }
 
 function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
     console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
     return arg;
 }
    现在这个泛型函数被定义了约束，因此它不再是适用于任意类型： 
    loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property
    我们需要传入符合约束类型的值，必须包含必须的属性： 
    loggingIdentity({length: 10, value: 3});
    你可以声明一个类型参数，且它被另一个类型参数所约束。 比如，现在我们想要用属性名从对象里获取这个属性。 并且我们想要确保这个属性存在于对象 obj上，因此我们需要在这两个类型之间使用约束。 
    function getProperty(obj: T, key: K) {
     return obj[key];
 }
 
 let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };
 
 getProperty(x, "a"); // okay
 getProperty(x, "m"); // error: Argument of type 'm' isn't assignable to 'a' | 'b' | 'c' | 'd'.
    在 TypeScript 使用泛型创建工厂函数时，需要引用构造函数的类类型。比如， 
    function create<T>(c: {new(): T; }): T {
     return new c();
 }
    一个更高级的例子，使用原型属性推断并约束构造函数与类实例的关系。 
    class BeeKeeper {
     hasMask: boolean;
 }
 
 class ZooKeeper {
     nametag: string;
 }
 
 class Animal {
     numLegs: number;
 }
 
 class Bee extends Animal {
     keeper: BeeKeeper;
 }
 
 class Lion extends Animal {
     keeper: ZooKeeper;
 }
 
 function createInstance<A extends Animal>(c: new () => A): A {
     return new c();
 }
 
 createInstance(Lion).keeper.nametag;  // typechecks!
 createInstance(Bee).keeper.hasMask;   // typechecks!
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