TypeScript 是一种强类型的超集 JavaScript，它在 JavaScript 基础上引入了类型系统，可以在开发过程中提供更好的代码检查、智能提示和文档生成。其中，泛型是 TypeScript 中非常强大的特性，它可以在编写可复用的代码时增加灵活性和安全性。本文将探讨 TypeScript 中泛型的使用方法和场景，并说明如何使用类型约束来提升代码质量。
泛型的基本概念
泛型是一种参数化类型的机制，允许我们在编写代码时使用一个占位符类型来表示具体的类型，从而实现代码的通用性。通过泛型，我们可以在不同情况下使用相同的逻辑，而不必为每种类型编写重复的代码。
在 TypeScript 中，泛型通过使用 <T> 这样的语法来表示。例如，我们可以创建一个简单的泛型函数来交换两个值的位置：
function swap<T>(a: T, b: T): [T, T] {
return [b, a];
}
const result = swap(5, 10); // result 的类型为 [number, number]
在这个例子中，<T> 是一个泛型参数，它表示一个占位符类型，可以在函数内部被具体的类型替换。
泛型的使用场景
1. 数组操作函数
泛型在数组操作函数中非常有用。考虑一个函数，它接受一个数组和一个处理数组元素的函数，然后返回一个新的数组。我们可以使用泛型来定义输入数组的类型和输出数组的类型：
function mapArray<T, U>(arr: T[], mapper: (item: T) => U): U[] {
return arr.map(mapper);
}
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const doubled = mapArray(numbers, (n) => n * 2); // doubled 的类型为 number[]
2. 类型安全的数据结构
通过泛型，我们可以创建类型安全的数据结构，如堆栈（Stack）和队列（Queue）。考虑一个简单的堆栈实现：
class Stack<T> {
private items: T[] = [];
push(item: T): void {
this.items.push(item);
}
pop(): T | undefined {
return this.items.pop();
}
}
const stringStack = new Stack<string>();
stringStack.push("hello");
stringStack.push("world");
const poppedItem = stringStack.pop(); // poppedItem 的类型为 string
3. 延迟初始化
泛型也可以用于延迟初始化，例如，在某些情况下，我们希望在稍后才确定类型。一个典型的例子是 Promise 的链式调用：
function fetch<T>(url: string): Promise<T> {
return fetch(url).then(response => response.json()) as Promise<T>;
}
fetch<User>("https://api.example.com/user/1")
.then(user => {
// user 的类型为 User
});
使用类型约束增加灵活性和安全性
在使用泛型时，有时我们希望对泛型参数进行一定的限制，以确保代码的灵活性和安全性。这时，我们可以使用类型约束。
考虑一个函数，它接受一个对象和一个属性名，并返回该对象的属性值。我们希望在编译时能够检查属性名是否确实存在于对象中：
function getProperty<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K): T[K] {
return obj[key];
}
const person = { name: "Alice", age: 30 };
const name = getProperty(person, "name"); // name 的类型为 string
const age = getProperty(person, "age"); // age 的类型为 number
const invalid = getProperty(person, "address"); // 编译时错误，"address" 不是有效的属性名
在上面的例子中，K extends keyof T 表示 K 必须是类型 T 的属性名之一，这样可以确保我们不会意外传入一个无效的属性名。
结论
泛型是 TypeScript 中非常强大的特性，可以使代码更具通用性、灵活性和安全性。通过泛型，我们可以编写可复用的代码，处理各种数据类型，同时还可以使用类型约束来确保代码的正确性。在实际项目中，合理地应用泛型可以提高开发效率和代码质量，让我们能够更自信地构建复杂的应用程序。
