介紹

軟件工程中，我們不僅要?jiǎng)?chuàng)建一致的定義良好的API，同時(shí)也要考慮可重用性。 組件不僅能夠支持當(dāng)前的數(shù)據(jù)類型，同時(shí)也能支持未來的數(shù)據(jù)類型，這在創(chuàng)建大型系統(tǒng)時(shí)為你提供了十分靈活的功能。

在像C#和Java這樣的語(yǔ)言中，可以使用泛型來創(chuàng)建可重用的組件，一個(gè)組件可以支持多種類型的數(shù)據(jù)。 這樣用戶就可以以自己的數(shù)據(jù)類型來使用組件。

泛型之Hello World

下面來創(chuàng)建第一個(gè)使用泛型的例子：identity函數(shù)。 這個(gè)函數(shù)會(huì)返回任何傳入它的值。 你可以把這個(gè)函數(shù)當(dāng)成是echo命令。

不用泛型的話，這個(gè)函數(shù)可能是下面這樣的：

function identity(arg: number): number { return arg;}

或者，我們使用any類型來定義函數(shù)：

function identity(arg: any): any { return arg;}

使用any類型會(huì)導(dǎo)致這個(gè)函數(shù)可以接收任何類型的arg參數(shù)，這樣就丟失了一些信息：傳入的類型與返回的類型應(yīng)該是相同的。 如果我們傳入一個(gè)數(shù)字，我們只知道任何類型的值都有可能被返回。

因此，我們需要一種方法使返回值的類型與傳入?yún)?shù)的類型是相同的。 這里，我們使用了類型變量，它是一種特殊的變量，只用于表示類型而不是值。

function identity(arg: T): T { return arg;}

我們給identity添加了類型變量T。 T幫助我們捕獲用戶傳入的類型（比如：number），之后我們就可以使用這個(gè)類型。 之后我們?cè)俅问褂昧薚當(dāng)做返回值類型?，F(xiàn)在我們可以知道參數(shù)類型與返回值類型是相同的了。 這允許我們跟蹤函數(shù)里使用的類型的信息。

我們把這個(gè)版本的identity函數(shù)叫做泛型，因?yàn)樗梢赃m用于多個(gè)類型。 不同于使用any，它不會(huì)丟失信息，像第一個(gè)例子那樣保持準(zhǔn)確性，傳入數(shù)值類型并返回?cái)?shù)值類型。

我們定義了泛型函數(shù)后，可以用兩種方法使用。 第一種是，傳入所有的參數(shù)，包含類型參數(shù)：

let output = identity(“myString”); // type of output will be ‘string’

這里我們明確的指定了T是string類型，并做為一個(gè)參數(shù)傳給函數(shù)，使用了括起來而不是()。

第二種方法更普遍。利用了類型推論 – 即編譯器會(huì)根據(jù)傳入的參數(shù)自動(dòng)地幫助我們確定T的類型：

let output = identity(“myString”); // type of output will be ‘string’

注意我們沒必要使用尖括號(hào)（）來明確地傳入類型；編譯器可以查看myString的值，然后把T設(shè)置為它的類型。 類型推論幫助我們保持代碼精簡(jiǎn)和高可讀性。如果編譯器不能夠自動(dòng)地推斷出類型的話，只能像上面那樣明確的傳入T的類型，在一些復(fù)雜的情況下，這是可能出現(xiàn)的。

使用泛型變量

使用泛型創(chuàng)建像identity這樣的泛型函數(shù)時(shí)，編譯器要求你在函數(shù)體必須正確地使用這個(gè)通用的類型。 換句話說，你必須把這些參數(shù)當(dāng)做是任意或所有類型的。

看下之前identity例子：

function identity(arg: T): T { return arg;}

如果我們想同時(shí)打印出arg的長(zhǎng)度。 我們很可能會(huì)這樣做：

function loggingIdentity(arg: T): T { console.log(arg.length); // Error: T doesn’t have .length return arg;}

如果這么做，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)說我們使用了arg的.length屬性，但是沒有地方指明arg具有這個(gè)屬性。 記住，這些類型變量代表的是任意類型，所以使用這個(gè)函數(shù)的人可能傳入的是個(gè)數(shù)字，而數(shù)字是沒有.length屬性的。

現(xiàn)在假設(shè)我們想操作T類型的數(shù)組而不直接是T。由于我們操作的是數(shù)組，所以.length屬性是應(yīng)該存在的。 我們可以像創(chuàng)建其它數(shù)組一樣創(chuàng)建這個(gè)數(shù)組：

function loggingIdentity(arg: T[]): T[] { console.log(arg.length); // Array has a .length, so no more error return arg;}

你可以這樣理解loggingIdentity的類型：泛型函數(shù)loggingIdentity，接收類型參數(shù)T和參數(shù)arg，它是個(gè)元素類型是T的數(shù)組，并返回元素類型是T的數(shù)組。 如果我們傳入數(shù)字?jǐn)?shù)組，將返回一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)組，因?yàn)榇藭r(shí)T的的類型為number。 這可以讓我們把泛型變量T當(dāng)做類型的一部分使用，而不是整個(gè)類型，增加了靈活性。

我們也可以這樣實(shí)現(xiàn)上面的例子：

function loggingIdentity(arg: Array): Array { console.log(arg.length); // Array has a .length, so no more error return arg;}

使用過其它語(yǔ)言的話，你可能對(duì)這種語(yǔ)法已經(jīng)很熟悉了。 在下一節(jié)，會(huì)介紹如何創(chuàng)建自定義泛型像Array一樣

泛型類型

上一節(jié)，我們創(chuàng)建了identity通用函數(shù)，可以適用于不同的類型。 在這節(jié)，我們研究一下函數(shù)本身的類型，以及如何創(chuàng)建泛型接口。

泛型函數(shù)的類型與非泛型函數(shù)的類型沒什么不同，只是有一個(gè)類型參數(shù)在最前面，像函數(shù)聲明一樣：

function identity(arg: T): T { return arg;}let myIdentity: (arg: T) => T = identity;

我們也可以使用不同的泛型參數(shù)名，只要在數(shù)量上和使用方式上能對(duì)應(yīng)上就可以。

function identity(arg: T): T { return arg;}let myIdentity: (arg: U) => U = identity;

我們還可以使用帶有調(diào)用簽名的對(duì)象字面量來定義泛型函數(shù)：

function identity(arg: T): T { return arg;}let myIdentity: {(arg: T): T} = identity;

這引導(dǎo)我們?nèi)懙谝粋€(gè)泛型接口了。 我們把上面例子里的對(duì)象字面量拿出來做為一個(gè)接口：

interface GenericIdentityFn { (arg: T): T;}function identity(arg: T): T { return arg;}let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;

一個(gè)相似的例子，我們可能想把泛型參數(shù)當(dāng)作整個(gè)接口的一個(gè)參數(shù)。 這樣我們就能清楚的知道使用的具體是哪個(gè)泛型類型（比如：Dictionary而不只是Dictionary）。 這樣接口里的其它成員也能知道這個(gè)參數(shù)的類型了。

interface GenericIdentityFn { (arg: T): T;}function identity(arg: T): T { return arg;}let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;

注意，我們的示例做了少許改動(dòng)。 不再描述泛型函數(shù)，而是把非泛型函數(shù)簽名作為泛型類型一部分。 當(dāng)我們使用GenericIdentityFn的時(shí)候，還得傳入一個(gè)類型參數(shù)來指定泛型類型（這里是：number），鎖定了之后代碼里使用的類型。 對(duì)于描述哪部分類型屬于泛型部分來說，理解何時(shí)把參數(shù)放在調(diào)用簽名里和何時(shí)放在接口上是很有幫助的。

除了泛型接口，我們還可以創(chuàng)建泛型類。 注意，無(wú)法創(chuàng)建泛型枚舉和泛型命名空間。

泛型類

泛型類看上去與泛型接口差不多。 泛型類使用（）括起泛型類型，跟在類名后面。

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

GenericNumber類的使用是十分直觀的，并且你可能已經(jīng)注意到了，沒有什么去限制它只能使用number類型。 也可以使用字符串或其它更復(fù)雜的類型。

let stringNumeric = new GenericNumber();stringNumeric.zeroValue = “”;stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };alert(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, “test”));

與接口一樣，直接把泛型類型放在類后面，可以幫助我們確認(rèn)類的所有屬性都在使用相同的類型。

我們?cè)陬惸枪?jié)說過，類有兩部分：靜態(tài)部分和實(shí)例部分。 泛型類指的是實(shí)例部分的類型，所以類的靜態(tài)屬性不能使用這個(gè)泛型類型。

泛型約束

你應(yīng)該會(huì)記得之前的一個(gè)例子，我們有時(shí)候想操作某類型的一組值，并且我們知道這組值具有什么樣的屬性。 在loggingIdentity例子中，我們想訪問arg的length屬性，但是編譯器并不能證明每種類型都有l(wèi)ength屬性，所以就報(bào)錯(cuò)了。

function loggingIdentity(arg: T): T { console.log(arg.length); // Error: T doesn’t have .length return arg;}

相比于操作any所有類型，我們想要限制函數(shù)去處理任意帶有.length屬性的所有類型。 只要傳入的類型有這個(gè)屬性，我們就允許，就是說至少包含這一屬性。 為此，我們需要列出對(duì)于T的約束要求。

為此，我們定義一個(gè)接口來描述約束條件。 創(chuàng)建一個(gè)包含.length屬性的接口，使用這個(gè)接口和extends關(guān)鍵字還實(shí)現(xiàn)約束：

interface Lengthwise { length: number;}function loggingIdentity(arg: T): T { console.log(arg.length); // Now we know it has a .length property, so no more error return arg;}

現(xiàn)在這個(gè)泛型函數(shù)被定義了約束，因此它不再是適用于任意類型：

loggingIdentity(3); // Error, number doesn’t have a .length property

我們需要傳入符合約束類型的值，必須包含必須的屬性：

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

在泛型約束中使用類型參數(shù)

你可以聲明一個(gè)類型參數(shù)，且它被另一個(gè)類型參數(shù)所約束。 比如，現(xiàn)在我們想要用屬性名從對(duì)象里獲取這個(gè)屬性。 并且我們想要確保這個(gè)屬性存在于對(duì)象obj上，因此我們需要在這兩個(gè)類型之間使用約束。

function getProperty(obj: T, key: K) { return obj[key];}let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };getProperty(x, “a”); // okaygetProperty(x, “m”); // error: Argument of type ‘m’ isn’t assignable to ‘a’ | ‘b’ | ‘c’ | ‘d’.

在泛型里使用類類型

在TypeScript使用泛型創(chuàng)建工廠函數(shù)時(shí)，需要引用構(gòu)造函數(shù)的類類型。比如，

function create(c: {new(): T; }): T { return new c();}

一個(gè)更高級(jí)的例子，使用原型屬性推斷并約束構(gòu)造函數(shù)與類實(shí)例的關(guān)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(c: new () => A): A { return new c();}createInstance(Lion).keeper.nametag; // typechecks!createInstance(Bee).keeper.hasMask; // typechecks!