TypeScript 泛型

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。

设计泛型的关键目的是在成员之间提供有意义的约束，这些成员可以是：类的实例成员、类的方法、函数参数和函数返回值。

泛型（Generics）是允许同一个函数接受不同类型参数的一种模板。相比于使用 any 类型，使用泛型来创建可复用的组件要更好，因为泛型会保留参数类型。

12.1 泛型语法

对于刚接触 TypeScript 泛型的读者来说，首次看到 <T> 语法会感到陌生。其实它没有什么特别，就像传递参数一样，我们传递了我们想要用于特定函数调用的类型。

参考上面的图片，当我们调用 identity<Number>(1) ，Number 类型就像参数 1 一样，它将在出现 T 的任何位置填充该类型。图中 <T> 内部的 T 被称为类型变量，它是我们希望传递给 identity 函数的类型占位符，同时它被分配给 value 参数用来代替它的类型：此时 T 充当的是类型，而不是特定的 Number 类型。

其中 T 代表 Type，在定义泛型时通常用作第一个类型变量名称。但实际上 T 可以用任何有效名称代替。除了 T 之外，以下是常见泛型变量代表的意思：

K（Key）：表示对象中的键类型；
V（Value）：表示对象中的值类型；
E（Element）：表示元素类型。

其实并不是只能定义一个类型变量，我们可以引入希望定义的任何数量的类型变量。比如我们引入一个新的类型变量 U，用于扩展我们定义的 identity 函数：

function identity <T, U>(value: T, message: U) : T {
  console.log(message);
  return value;
}

console.log(identity<Number, string>(68, "Semlinker"));

除了为类型变量显式设定值之外，一种更常见的做法是使编译器自动选择这些类型，从而使代码更简洁。我们可以完全省略尖括号，比如：

function identity <T, U>(value: T, message: U) : T {
  console.log(message);
  return value;
}

console.log(identity(68, "Semlinker"));

对于上述代码，编译器足够聪明，能够知道我们的参数类型，并将它们赋值给 T 和 U，而不需要开发人员显式指定它们。

12.2 泛型接口

interface GenericIdentityFn<T> {  
    (arg: T): T;
}

12.3 泛型类

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;
};

12.4 泛型工具类型

为了方便开发者 TypeScript 内置了一些常用的工具类型，比如 Partial、Required、Readonly、Record 和 ReturnType 等。出于篇幅考虑，这里我们只简单介绍 Partial 工具类型。不过在具体介绍之前，我们得先介绍一些相关的基础知识，方便读者自行学习其它的工具类型。

1.typeof

在 TypeScript 中，typeof 操作符可以用来获取一个变量声明或对象的类型。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

const sem: Person = { name: 'semlinker', age: 33 };
type Sem= typeof sem; // -> Person

function toArray(x: number): Array<number> {
  return [x];
}

type Func = typeof toArray; // -> (x: number) => number[]

2.keyof

keyof 操作符是在 TypeScript 2.1 版本引入的，该操作符可以用于获取某种类型的所有键，其返回类型是联合类型。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

type K1 = keyof Person; // "name" | "age"
type K2 = keyof Person[]; // "length" | "toString" | "pop" | "push" | "concat" | "join" 
type K3 = keyof { [x: string]: Person };  // string | number

在 TypeScript 中支持两种索引签名，数字索引和字符串索引：

interface StringArray {
  // 字符串索引 -> keyof StringArray => string | number
  [index: string]: string; 
}

interface StringArray1 {
  // 数字索引 -> keyof StringArray1 => number
  [index: number]: string;
}

为了同时支持两种索引类型，就得要求数字索引的返回值必须是字符串索引返回值的子类。其中的原因就是当使用数值索引时，JavaScript 在执行索引操作时，会先把数值索引先转换为字符串索引。所以 keyof { [x: string]: Person } 的结果会返回 string | number。

3.in

in 用来遍历枚举类型：

type Keys = "a" | "b" | "c"

type Obj =  {
  [p in Keys]: any
} // -> { a: any, b: any, c: any }

4.infer

在条件类型语句中，可以用 infer 声明一个类型变量并且对它进行使用。

type ReturnType<T> = T extends (
  ...args: any[]
) => infer R ? R : any;

以上代码中 infer R 就是声明一个变量来承载传入函数签名的返回值类型，简单说就是用它取到函数返回值的类型方便之后使用。

5.extends

有时候我们定义的泛型不想过于灵活或者说想继承某些类等，可以通过 extends 关键字添加泛型约束。

interface Lengthwise {
  length: number;
}

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

这时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});

6.Partial

Partial<T> 的作用就是将某个类型里的属性全部变为可选项 ?。

定义：

/**
 * node_modules/typescript/lib/lib.es5.d.ts
 * Make all properties in T optional
 */
type Partial<T> = {
  [P in keyof T]?: T[P];
};

在以上代码中，首先通过 keyof T 拿到 T 的所有属性名，然后使用 in 进行遍历，将值赋给 P，最后通过 T[P] 取得相应的属性值。中间的 ? 号，用于将所有属性变为可选。

示例：

interface Todo {
  title: string;
  description: string;
}

function updateTodo(todo: Todo, fieldsToUpdate: Partial<Todo>) {
  return { ...todo, ...fieldsToUpdate };
}

const todo1 = {
  title: "Learn TS",
  description: "Learn TypeScript",
};

const todo2 = updateTodo(todo1, {
  description: "Learn TypeScript Enum",
});

在上面的 updateTodo 方法中，我们利用 Partial<T> 工具类型，定义 fieldsToUpdate 的类型为 Partial<Todo>，即：

{
   title?: string | undefined;
   description?: string | undefined;
}