深入理解TypeScript——文档篇之高级类型

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一、交叉类型

交叉类型是将多个类型合并为一个类型。 这让我们可以把现有的多种类型叠加到一起成为一种类型,它包含了所需的所有类型的特性。

二、联合类型

联合类型表示一个值可以是几种类型之一。 我们用竖线( |)分隔每个类型,所以 number | string | boolean表示一个值可以是 number, string,或 boolean。

/**
 * Takes a string and adds "padding" to the left.
 * If 'padding' is a string, then 'padding' is appended to the left side.
 * If 'padding' is a number, then that number of spaces is added to the left side.
 */
function padLeft(value: string, padding: string | number) {
    // ...
}

let indentedString = padLeft("Hello world", true); 

如果一个值是联合类型,我们只能访问此联合类型的所有类型里共有的成员。

interface Bird {
    fly();
    layEggs();
}

interface Fish {
    swim();
    layEggs();
}

function getSmallPet(): Fish | Bird {
    // ...
}

let pet = getSmallPet();
pet.layEggs(); // okay
pet.swim();    // 类型“Bird | Fish”上不存在属性“swim”。类型“Bird”上不存在属性“swim”。

三、类型保护与区分类型

  1. 检查成员是否存在,并且只能访问联合类型中共同拥有的成员。
let pet = getSmallPet();

// 每一个成员访问都会报错
if (pet.swim) {
    pet.swim();
}
else if (pet.fly) {
    pet.fly();
}
  1. 类型断言。
let pet = getSmallPet();

if ((<Fish>pet).swim) {
    (<Fish>pet).swim();
}
else {
    (<Bird>pet).fly();
}

四、用户自定义的类型保护

类型保护就是一些表达式,它们会在运行时检查以确保在某个作用域里的类型。 要定义一个类型保护,我们只要简单地定义一个函数,它的返回值是一个 类型谓词:

function isFish(pet: Fish | Bird): pet is Fish { // "parameterName is Type": parameterName必须是来自于当前函数签名里的一个参数名。
    return (<Fish>pet).swim !== undefined;
}

五、typeof类型保护

我们不必将 typeof x === "number"抽象成一个函数,因为TypeScript可以将它识别为一个类型保护。

// 使用联合类型
function isNumber(x: any): x is number {
    return typeof x === "number";
}

function isString(x: any): x is string {
    return typeof x === "string";
}

function padLeft(value: string, padding: string | number) {
    if (isNumber(padding)) {
        return Array(padding + 1).join(" ") + value;
    }
    if (isString(padding)) {
        return padding + value;
    }
    throw new Error(`Expected string or number, got '${padding}'.`);
}

// 使用typeof
function isNumber(x: any): x is number {
    return typeof x === "number";
}

function isString(x: any): x is string {
    return typeof x === "string";
}

function padLeft(value: string, padding: string | number) {
    if (isNumber(padding)) {
        return Array(padding + 1).join(" ") + value;
    }
    if (isString(padding)) {
        return padding + value;
    }
    throw new Error(`Expected string or number, got '${padding}'.`);
}

typeof类型保护*只有两种形式能被识别: typeof v === "typename"和 typeof v !== "typename", "typename"必须是 "number", "string", "boolean"或 "symbol"。

六、instanceof类型保护

interface Padder {
    getPaddingString(): string
}

class SpaceRepeatingPadder implements Padder {
    constructor(private numSpaces: number) { }
    getPaddingString() {
        return Array(this.numSpaces + 1).join(" ");
    }
}

class StringPadder implements Padder {
    constructor(private value: string) { }
    getPaddingString() {
        return this.value;
    }
}

function getRandomPadder() {
    return Math.random() < 0.5 ?
        new SpaceRepeatingPadder(4) :
        new StringPadder("  ");
}

// 类型为SpaceRepeatingPadder | StringPadder
let padder: Padder = getRandomPadder();

if (padder instanceof SpaceRepeatingPadder) {
    padder; // 类型细化为'SpaceRepeatingPadder'
}
if (padder instanceof StringPadder) {
    padder; // 类型细化为'StringPadder'
}

instanceof的右侧要求是一个构造函数,TypeScript将细化为:
此构造函数的 prototype属性的类型,如果它的类型不为 any的话 构造签名所返回的类型的联合

七、可以为null的类型

let s = "foo"; // 类型推论为number
s = null; // 错误, 'null'不能赋值给'string'
let sn: string | null = "bar";
sn = null; // 可以

sn = undefined; // error, 'undefined'不能赋值给'string | null'

TypeScript会把 null和 undefined区别对待。 string | null, string | undefined和 string | undefined | null是不同的类型。

八、可选参数和可选属性

// 可选参数
function f(x: number, y?: number) {
    return x + (y || 0);
}
f(1, 2);
f(1);
f(1, undefined);
f(1, null); // error, 'null' is not assignable to 'number | undefined'

// 可选属性
class C {
    a: number;
    b?: number;
}
let c = new C();
c.a = 12;
c.a = undefined; // error, 'undefined' is not assignable to 'number'
c.b = 13;
c.b = undefined; // ok
c.b = null; // error, 'null' is not assignable to 'number | undefined'

九、类型保护和类型断言

function f(sn: string | null): string {
    if (sn == null) {
        return "default";
    }
    else {
        return sn;
    }
    // return sn || "default";
}

如果编译器不能够去除 null或 undefined,你可以使用类型断言手动去除。 语法是添加 !后缀: identifier!从 identifier的类型里去除了 null和 undefined:

function broken(name: string | null): string {
  function postfix(epithet: string) {
    return name.charAt(0) + '.  the ' + epithet; // error, 'name' is possibly null
  }
  name = name || "Bob";
  return postfix("great");
}

function fixed(name: string | null): string {
  function postfix(epithet: string) {
    return name!.charAt(0) + '.  the ' + epithet; // ok
  }
  name = name || "Bob";
  return postfix("great");
}

// 等同于
function getName1(n: string | (() => string)): Name {
if (typeof n === 'string') {
    return n;
}
else {
    return n();
}
}

var res = getName(() => '我是天才')

编译器无法去除嵌套函数的null(除非是立即调用的函数表达式)。

十、类型别名

类型别名会给一个类型起个新名字。 类型别名有时和接口很像,但是可以作用于原始值,联合类型,元组以及其它任何你需要手写的类型。

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

接口 vs 类型别名 - 接口创建了一个新的名字,可以在其它任何地方使用。 - 类型别名并不创建新名字—比如,错误信息就不会使用别名。 - 类型别名不能被 extends和 implements(自己也不能 extends和 implements其它类型)。 - 无法通过接口来描述一个类型并且需要使用联合类型或元组类型,这时通常会使用类型别名。

十一、字符串字面量类型

字符串字面量类型允许你指定字符串必须的固定值。 在实际应用中,字符串字面量类型可以与联合类型,类型保护和类型别名很好的配合。 通过结合使用这些特性,你可以实现类似枚举类型的字符串。

type Easing = "ease-in" | "ease-out" | "ease-in-out";
class UIElement {
    animate(dx: number, dy: number, easing: Easing) {
        if (easing === "ease-in") {
            // ...
        }
        else if (easing === "ease-out") {
        }
        else if (easing === "ease-in-out") {
        }
        else {
            // error! should not pass null or undefined.
        }
    }
}

let button = new UIElement();
button.animate(0, 0, "ease-in");
button.animate(0, 0, "uneasy"); // error: "uneasy" is not allowed here, Argument of type '"uneasy"' is not assignable to parameter of type '"ease-in" | "ease-out" | "ease-in-out"'

十二、数字字面量类型

function rollDie(): 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 {
    // ...
}

十三、枚举成员类型

十四、可辨识联合

你可以合并单例类型,联合类型,类型保护和类型别名来创建一个叫做 可辨识联合的高级模式,它也称做 标签联合或 代数数据类型。 可辨识联合在函数式编程很有用处。 一些语言会自动地为你辨识联合;而TypeScript则基于已有的JavaScript模式。 它具有3个要素:

  1. 具有普通的单例类型属性— 可辨识的特征。
  2. 一个类型别名包含了那些类型的联合— 联合。
  3. 此属性上的类型保护。
interface Square {
    kind: "square"; // kind属性称做 可辨识的特征 或 标签。
    size: number;
}
interface Rectangle {
    kind: "rectangle";
    width: number;
    height: number;
}
interface Circle {
    kind: "circle";
    radius: number;
}
完整性检查
  • 首先是启用 --strictNullChecks并且指定一个返回值类型:
type Shape = Square | Rectangle | Circle; // 定义 可辨识联合

function area(s: Shape): number { // error: returns number | undefined
    switch (s.kind) {
        case "square": return s.size * s.size;
        case "rectangle": return s.height * s.width;
        case "circle": return Math.PI * s.radius ** 2;
    }
}
  • 使用 never类型
function assertNever(x: never): never {
    throw new Error("Unexpected object: " + x);
}
function area(s: Shape) {
    switch (s.kind) {
        case "square": return s.size * s.size;
        case "rectangle": return s.height * s.width;
        case "circle": return Math.PI * s.radius ** 2;
        default: return assertNever(s); // error here if there are missing cases
    }
}

十五、多态的this类型

多态的 this类型表示的是某个包含类或接口的 子类型。 这被称做 F-bounded多态性。 它能很容易的表现连贯接口间的继承,比如。 在计算器的例子里,在每个操作之后都返回 this类型:

// 基本计算器
class BasicCalculator {
    public constructor(protected value: number = 0) { }
    public currentValue(): number {
        return this.value;
    }
    public add(operand: number): this {
        this.value += operand;
        return this;
    }
    public multiply(operand: number): this {
        this.value *= operand;
        return this;
    }
    // ... other operations go here ...
}

let v = new BasicCalculator(2)
            .multiply(5)
            .add(1)
            .currentValue();
            
// 科学计算器
class ScientificCalculator extends BasicCalculator {
    public constructor(value = 0) {
        super(value);
    }
    public sin() {
        this.value = Math.sin(this.value);
        return this;
    }
    // ... other operations go here ...
}

let v = new ScientificCalculator(2)
        .multiply(5)
        .sin()
        .add(1)
        .currentValue();

十六、索引类型

使用索引类型,编译器就能够检查使用了动态属性名的代码。

通过 索引类型查询和 索引访问操作符:

编译器会检查 name是否真的是 Person的一个属性。

// keyof T, 索引类型查询操作符。对于任何类型 T, keyof T的结果为 T上已知的公共属性名的联合。
function pluck<T, K extends keyof T>(o: T, names: K[]): T[K][] { // T[K], 索引访问操作符。 
  return names.map(n => o[n]);
}

interface Person {
    name: string;
    age: number;
}
let person: Person = {
    name: 'Jarid',
    age: 35
};
let strings: string[] = pluck(person, ['name']); // ok, string[]

pluck(person, ['age', 'unknown']); // error, 'unknown' is not in 'name' | 'age'

然而,就像索引类型查询一样,你可以在普通的上下文里使用 T[K],这正是它的强大所在。 你只要确保类型变量 K extends keyof T就可以了。 例如下面 getProperty函数的例子:

function getProperty<T, K extends keyof T>(o: T, name: K): T[K] {
    return o[name]; // o[name] is of type T[K]
}

let name: string = getProperty(person, 'name');
let age: number = getProperty(person, 'age');
let unknown = getProperty(person, 'unknown'); // error, 'unknown' is not in 'name' | 'age'
索引类型和字符串索引签名

keyof和 T[K]与字符串索引签名进行交互。 如果你有一个带有字符串索引签名的类型,那么 keyof T会是 string。 并且 T[string]为索引签名的类型:

interface Map<T> {
    [key: string]: T;
}
let keys: keyof Map<number>; // string
let value: Map<number>['foo']; // number

十七、映射类型

TypeScript提供了从旧类型中创建新类型的一种方式 — 映射类型。 在映射类型里,新类型以相同的形式去转换旧类型里每个属性。

interface PersonPartial {
    name?: string;
    age?: number;
}

interface PersonReadonly {
    readonly name: string;
    readonly age: number;
}

type Readonly<T> = {
    readonly [P in keyof T]: T[P];
}

type Partial<T> = {
    [P in keyof T]?: T[P];
}

// 可以令每个属性成为 readonly类型或可选的。
type PersonPartial = Partial<Person>; 
type ReadonlyPerson = Readonly<Person>;

最简单的映射类型和它的组成部分:

type Keys = 'option1' | 'option2';
type Flags = { [K in Keys]: boolean };

它的语法与索引签名的语法类型,内部使用了 for .. in。

  • 类型变量 K,它会依次绑定到每个属性。
  • 字符串字面量联合的 Keys,它包含了要迭代的属性名的集合。
  • 属性的结果类型。

包装:

interface Person {
  name: string;
}

type Proxy<T> = {
  get(): T;
  set(value: T): void;
}
type Person1 = Proxy<Person>

type Proxify<T> = {
    [P in keyof T]: Proxy<T[P]>;
}

type Person2 = Proxify<Person>

function proxify<T>(o: T): Person2 {
  // ... wrap proxies ...

  return {
    name: {
      get() { // es6 访问器
        return 'hello'
      },

      set() {

      }
    }
  }
}

let props: Person = {
  name: 'haha'
}

let proxyProps = proxify<Person>(props);

console.log(proxyProps);

拆包:

function unproxify<T>(t: Proxify<T>): T {
    let result = {} as T;
    for (const k in t) {
        result[k] = t[k].get();
    }
    return result;
}

let originalProps = unproxify(proxyProps); // name get, age get...

十八、预定义的有条件类型

Exclude<T, U> -- 从T中剔除可以赋值给U的类型。
Extract<T, U> -- 提取T中可以赋值给U的类型。
NonNullable -- 从T中剔除null和undefined。
ReturnType -- 获取函数返回值类型。
InstanceType -- 获取构造函数类型的实例类型。