TypeScript进阶

Chao 工程师

2021-11-29 16:35:00 2021-11-29 16:35 2023-07-20 15:29:57

5.3k Words 24 Mins

类型别名

类型别名用来给一个类型起个新名字。

type Name = string;
type NameResolver = () => string;
type NameOrResolver = Name | NameResolver;
function getName(n: NameOrResolver): Name {
    if (typeof n === 'string') {
        return n;
    } else {
        return n();
    }
}

字符串字面量类型

字符串字面量类型用来约束取值只能是某几个字符串中的一个。

type EventNames = 'click' | 'scroll' | 'mousemove';
function handleEvent(ele: Element, event: EventNames) {
    // do something
}

handleEvent(document.getElementById('hello'), 'scroll');  // 没问题
handleEvent(document.getElementById('world'), 'dblclick'); // 报错，event 不能为 'dblclick'

// index.ts(7,47): error TS2345: Argument of type '"dblclick"' is not assignable to parameter of type 'EventNames'.

上例中，我们使用 type 定了一个字符串字面量类型 EventNames，它只能取三种字符串中的一种。

注意，类型别名与字符串字面量类型都是使用 type 进行定义。

元组

数组合并了相同类型的对象，而元组（Tuple）合并了不同类型的对象。

1	let tom: [string, number] = ['Tom', 25];

可以只赋值其中一项：

1 2	let tom: [string, number]; tom[0] = 'Tom';

但是当直接对元组类型的变量进行初始化或者赋值的时候，需要提供所有元组类型中指定的项。

1 2	let tom: [string, number]; tom = ['Tom', 25];

let tom: [string, number];
tom = ['Tom'];

// Property '1' is missing in type '[string]' but required in type '[string, number]'.

枚举

枚举（Enum）类型用于取值被限定在一定范围内的场景，比如一周只能有七天，颜色限定为红绿蓝等

枚举使用 enum 关键字来定义：

1	enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

枚举成员会被赋值为从 0 开始递增的数字，同时也会对枚举值到枚举名进行反向映射：

enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 0); // true
console.log(Days["Mon"] === 1); // true
console.log(Days["Tue"] === 2); // true
console.log(Days["Sat"] === 6); // true

console.log(Days[0] === "Sun"); // true
console.log(Days[1] === "Mon"); // true
console.log(Days[2] === "Tue"); // true
console.log(Days[6] === "Sat"); // true

我们也可以给枚举项手动赋值：

enum Days {Sun = 7, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 7); // true
console.log(Days["Mon"] === 1); // true
console.log(Days["Tue"] === 2); // true
console.log(Days["Sat"] === 6); // true

上面的例子中，未手动赋值的枚举项会接着上一个枚举项递增。

如果未手动赋值的枚举项与手动赋值的重复了，TypeScript 是不会察觉到这一点的：

enum Days {Sun = 3, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

console.log(Days["Sun"] === 3); // true
console.log(Days["Wed"] === 3); // true
console.log(Days[3] === "Sun"); // false
console.log(Days[3] === "Wed"); // true

上面的例子中，递增到 3 的时候与前面的 Sun 的取值重复了，但是 TypeScript 并没有报错，导致 Days[3] 的值先是 "Sun"，而后又被 "Wed" 覆盖了。编译的结果是：

类

类的概念

类（Class）：定义了一件事物的抽象特点，包含它的属性和方法
对象（Object）：类的实例，通过 new 生成
面向对象（OOP）的三大特性：封装、继承、多态
封装（Encapsulation）：将对数据的操作细节隐藏起来，只暴露对外的接口。外界调用端不需要（也不可能）知道细节，就能通过对外提供的接口来访问该对象，同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据
继承（Inheritance）：子类继承父类，子类除了拥有父类的所有特性外，还有一些更具体的特性
多态（Polymorphism）：由继承而产生了相关的不同的类，对同一个方法可以有不同的响应。比如 Cat 和 Dog 都继承自 Animal，但是分别实现了自己的 eat 方法。此时针对某一个实例，我们无需了解它是 Cat 还是 Dog，就可以直接调用 eat 方法，程序会自动判断出来应该如何执行 eat
存取器（getter & setter）：用以改变属性的读取和赋值行为
修饰符（Modifiers）：修饰符是一些关键字，用于限定成员或类型的性质。比如 public 表示公有属性或方法
抽象类（Abstract Class）：抽象类是供其他类继承的基类，抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现
接口（Interfaces）：不同类之间公有的属性或方法，可以抽象成一个接口。接口可以被类实现（implements）。一个类只能继承自另一个类，但是可以实现多个接口

ES6 中类的用法

属性和方法

使用 class 定义类，使用 constructor 定义构造函数。

通过 new 生成新实例的时候，会自动调用构造函数。

class Animal {
    public name;
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    sayHi() {
        return `My name is ${this.name}`;
    }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

类的继承

使用 extends 关键字实现继承，子类中使用 super 关键字来调用父类的构造函数和方法。

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name); // 调用父类的 constructor(name)
    console.log(this.name);
  }
  sayHi() {
    return 'Meow, ' + super.sayHi(); // 调用父类的 sayHi()
  }
}

let c = new Cat('Tom'); // Tom
console.log(c.sayHi()); // Meow, My name is Tom

存取器

使用 getter 和 setter 可以改变属性的赋值和读取行为：

class Animal {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  get name() {
    return 'Jack';
  }
  set name(value) {
    console.log('setter: ' + value);
  }
}

let a = new Animal('Kitty'); // setter: Kitty
a.name = 'Tom'; // setter: Tom
console.log(a.name); // Jack

静态方法

使用 static 修饰符修饰的方法称为静态方法，它们不需要实例化，而是直接通过类来调用：

class Animal {
  static isAnimal(a) {
    return a instanceof Animal;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
Animal.isAnimal(a); // true
a.isAnimal(a); // TypeError: a.isAnimal is not a function

ES7 中类的用法

ES7 中有一些关于类的提案，TypeScript 也实现了它们，这里做一个简单的介绍。

实例属性

ES6 中实例的属性只能通过构造函数中的 this.xxx 来定义，ES7 提案中可以直接在类里面定义：

class Animal {
  name = 'Jack';

  constructor() {
    // ...
  }
}

let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack

静态属性

ES7 提案中，可以使用 static 定义一个静态属性：

class Animal {
  static num = 42;

  constructor() {
    // ...
  }
}

console.log(Animal.num); // 42

TypeScript 中类的用法

public private 和 protected

public 修饰的属性或方法是公有的，可以在任何地方被访问到，默认所有的属性和方法都是 public 的
private 修饰的属性或方法是私有的，不能在声明它的类的外部访问
protected 修饰的属性或方法是受保护的，它和 private 类似，区别是它在子类中也是允许被访问的

很多时候，我们希望有的属性是无法直接存取的，这时候就可以用 private 了：

class Animal {
  private name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';

// index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
// index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.

使用 private 修饰的属性或方法，在子类中也是不允许访问的：

class Animal {
  private name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
    console.log(this.name);
  }
}

// index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.

而如果是用 protected 修饰，则允许在子类中访问：

class Animal {
  protected name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
    console.log(this.name);
  }
}

当构造函数修饰为 private 时，该类不允许被继承或者实例化：

class Animal {
  public name;
  private constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(7,19): TS2675: Cannot extend a class 'Animal'. Class constructor is marked as private.
// index.ts(13,9): TS2673: Constructor of class 'Animal' is private and only accessible within the class declaration.

当构造函数修饰为 protected 时，该类只允许被继承：

class Animal {
  public name;
  protected constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(13,9): TS2674: Constructor of class 'Animal' is protected and only accessible within the class declaration.

参数属性

修饰符和readonly还可以使用在构造函数参数中，等同于类中定义该属性同时给该属性赋值，使代码更简洁。

class Animal {
  // public name: string;
  public constructor(public name) {
    // this.name = name;
  }
}

readonly

只读属性关键字，只允许出现在属性声明或索引签名或构造函数中。

class Animal {
  readonly name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';

// index.ts(10,3): TS2540: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.

注意如果 readonly 和其他访问修饰符同时存在的话，需要写在其后面。

class Animal {
  // public readonly name;
  public constructor(public readonly name) {
    // this.name = name;
  }
}

抽象类

abstract 用于定义抽象类和其中的抽象方法。

首先，抽象类是不允许被实例化的：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

let a = new Animal('Jack');

// index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.

抽象类中的抽象方法必须被子类实现：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public eat() {
    console.log(`${this.name} is eating.`);
  }
}

let cat = new Cat('Tom');

// index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.

上面的例子中，我们定义了一个类 Cat 继承了抽象类 Animal，但是没有实现抽象方法 sayHi，所以编译报错了。

下面是一个正确使用抽象类的例子：

abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public sayHi() {
    console.log(`Meow, My name is ${this.name}`);
  }
}

let cat = new Cat('Tom');

类的类型

给类加上 TypeScript 的类型很简单，与接口类似：

class Animal {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHi(): string {
    return `My name is ${this.name}`;
  }
}

let a: Animal = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

类与接口

接口（Interfaces）可以用于对「对象的形状（Shape）」进行描述。

另一个用途，是对类的一部分行为进行抽象

类实现接口

实现（implements）是面向对象中的一个重要概念。一般来讲，一个类只能继承自另一个类，有时候不同类之间可以有一些共有的特性，这时候就可以把特性提取成接口（interfaces），用 implements 关键字来实现。这个特性大大提高了面向对象的灵活性。

举例来说，门是一个类，防盗门是门的子类。如果防盗门有一个报警器的功能，我们可以简单的给防盗门添加一个报警方法。这时候如果有另一个类，车，也有报警器的功能，就可以考虑把报警器提取出来，作为一个接口，防盗门和车都去实现它：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

class Door {
}

class SecurityDoor extends Door implements Alarm {
    alert() {
        console.log('SecurityDoor alert');
    }
}

class Car implements Alarm {
    alert() {
        console.log('Car alert');
    }
}

一个类可以实现多个接口：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

interface Light {
    lightOn(): void;
    lightOff(): void;
}

class Car implements Alarm, Light {
    alert() {
        console.log('Car alert');
    }
    lightOn() {
        console.log('Car light on');
    }
    lightOff() {
        console.log('Car light off');
    }
}

上例中，Car 实现了 Alarm 和 Light 接口，既能报警，也能开关车灯。

接口继承接口

接口与接口之间可以是继承关系：

interface Alarm {
    alert(): void;
}

interface LightableAlarm extends Alarm {
    lightOn(): void;
    lightOff(): void;
}

这很好理解，LightableAlarm 继承了 Alarm，除了拥有 alert 方法之外，还拥有两个新方法 lightOn 和 lightOff。

接口继承类

常见的面向对象语言中，接口是不能继承类的，但是在 TypeScript 中却是可以的：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface Point3d extends Point {
    z: number;
}

let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};

为什么 TypeScript 会支持接口继承类呢？

实际上，当我们在声明 class Point 时，除了会创建一个名为 Point 的类之外，同时也创建了一个名为 Point 的类型（实例的类型）。

所以我们既可以将 Point 当做一个类来用（使用 new Point 创建它的实例）：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

const p = new Point(1, 2);

也可以将 Point 当做一个类型来用（使用 : Point 表示参数的类型）：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

function printPoint(p: Point) {
    console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

这个例子实际上可以等价于：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
}

function printPoint(p: PointInstanceType) {
    console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

上例中我们新声明的 PointInstanceType 类型，与声明 class Point 时创建的 Point 类型是等价的。

所以回到 Point3d 的例子中，我们就能很容易的理解为什么 TypeScript 会支持接口继承类了：

class Point {
    x: number;
    y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
}

// 等价于 interface Point3d extends PointInstanceType
interface Point3d extends Point {
    z: number;
}

let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};

当我们声明 interface Point3d extends Point 时，Point3d 继承的实际上是类 Point 的实例的类型。

换句话说，可以理解为定义了一个接口 Point3d 继承另一个接口 PointInstanceType。

所以「接口继承类」和「接口继承接口」没有什么本质的区别。

值得注意的是，PointInstanceType 相比于 Point，缺少了 constructor 方法，这是因为声明 Point 类时创建的 Point 类型是不包含构造函数的。另外，除了构造函数是不包含的，静态属性或静态方法也是不包含的（实例的类型当然不应该包括构造函数、静态属性或静态方法）。

换句话说，声明 Point 类时创建的 Point 类型只包含其中的实例属性和实例方法：

class Point {
    /** 静态属性，坐标系原点 */
    static origin = new Point(0, 0);
    /** 静态方法，计算与原点距离 */
    static distanceToOrigin(p: Point) {
        return Math.sqrt(p.x * p.x + p.y * p.y);
    }
    /** 实例属性，x 轴的值 */
    x: number;
    /** 实例属性，y 轴的值 */
    y: number;
    /** 构造函数 */
    constructor(x: number, y: number) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    /** 实例方法，打印此点 */
    printPoint() {
        console.log(this.x, this.y);
    }
}

interface PointInstanceType {
    x: number;
    y: number;
    printPoint(): void;
}

let p1: Point;
let p2: PointInstanceType;

上例中最后的类型 Point 和类型 PointInstanceType 是等价的。

同样的，在接口继承类的时候，也只会继承它的实例属性和实例方法。

泛型

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: T[] = [];
    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: T[] = [];
    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'.

泛型接口

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: T[] = [];
    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: T[] = [];
    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; };

泛型参数的默认类型

在 TypeScript 2.3 以后，我们可以为泛型中的类型参数指定默认类型。当使用泛型时没有在代码中直接指定类型参数，从实际值参数中也无法推测出时，这个默认类型就会起作用。

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

声明合并

如果定义了两个相同名字的函数、接口或类，那么它们会合并成一个类型：

函数的合并

我们可以使用重载定义多个函数类型：

function reverse(x: number): number;
function reverse(x: string): string;
function reverse(x: number | string): number | string {
    if (typeof x === 'number') {
        return Number(x.toString().split('').reverse().join(''));
    } else if (typeof x === 'string') {
        return x.split('').reverse().join('');
    }
}

接口的合并

接口中的属性在合并时会简单的合并到一个接口中：

interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    weight: number;
}

相当于：

interface Alarm {
    price: number;
    weight: number;
}

注意，合并的属性的类型必须是唯一的：

interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    price: number;  // 虽然重复了，但是类型都是 `number`，所以不会报错
    weight: number;
}

interface Alarm {
    price: number;
}
interface Alarm {
    price: string;  // 类型不一致，会报错
    weight: number;
}

// index.ts(5,3): error TS2403: Subsequent variable declarations must have the same type.  Variable 'price' must be of type 'number', but here has type 'string'.

接口中方法的合并，与函数的合并一样：

interface Alarm {
    price: number;
    alert(s: string): string;
}
interface Alarm {
    weight: number;
    alert(s: string, n: number): string;
}

相当于：

interface Alarm {
    price: number;
    weight: number;
    alert(s: string): string;
    alert(s: string, n: number): string;
}

类的合并

类的合并与接口的合并规则一致。

Post title: TypeScript进阶
Post author: Chao
Create time: 2021-11-29 16:35:00
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