实践记录TypeScript 类、泛型的使用 | 豆包MarsCode AI刷题TypeScript 类、泛型的使用实践

TypeScript 类、泛型的使用实践记录

泛型的概念和优势

泛型是 TypeScript 的核心特性之一，它允许我们为函数、接口和类创建可以操作多种类型的代码。使用泛型，我们可以写出更具可重用性和灵活性的代码。泛型的本质是参数化类型，这意味着我们可以在调用函数或类时指定具体的类型。

泛型的使用方法

泛型函数

泛型函数可以接收不同类型的参数，并返回相同类型的结果。这使得函数更加通用和灵活。例如，我们可以创建一个泛型函数来交换两个参数的位置，而不需要为每种数据类型编写不同的函数。

typescript
代码解读
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function swap<T>(tuple: [T, T]): [T, T] {
  return [tuple[1], tuple[0]];
}

const tuple = swap([1, 2]); // number[]
const strTuple = swap(["hello", "world"]); // string[]

泛型接口

泛型接口允许我们定义可以处理多种类型的接口。这在定义可以存储不同类型数据的结构时非常有用。

泛型类

泛型类允许我们在类的实例化时指定其属性或方法的类型。这使得类可以被用于多种类型的数据，而不需要为每种类型创建一个单独的类。

类型约束

类型约束提供了一种方式来限制泛型可以是哪些类型。这可以通过 extends 关键字来实现，它允许我们定义一个泛型必须是某个类型或其子类型的实例。

typescript
代码解读
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function getProperty<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K) {
  return obj[key];
}

const result = getProperty({ foo: "bar" }, "foo"); // string

在这个例子中，K extends keyof T 表示 K 必须是 T 的键之一。这样，getProperty 函数就可以确保 key 参数是 obj 对象的有效键。

泛型和类型约束的实际应用

代码的灵活性和安全性

通过使用泛型和类型约束，我们可以创建出既灵活又安全的代码。例如，我们可以创建一个函数，它接受一个对象和一个键，并返回对象中对应键的值。如果键不存在于对象中，函数将返回 undefined。这种类型安全性确保了我们的代码在编译时就能发现潜在的错误。

减少代码重复

泛型允许我们编写出可以用于多种类型的代码，而不需要为每种类型编写重复的代码。这不仅减少了代码的重复，也使得代码库更加简洁和易于维护。

提高代码的可读性和可维护性

使用泛型和类型约束可以提高代码的可读性，因为它们提供了关于函数、接口和类如何使用的具体信息。同时，它们也使得代码更加易于维护，因为任何对泛型类型的更改都只会在一个地方进行，而不是在代码库的多个地方。

泛型在高级场景中的应用

条件类型

TypeScript 的条件类型允许我们基于一个表达式的值来创建一个新的类型。这在结合泛型使用时非常有用，因为它允许我们根据输入类型来精细控制输出类型。

typescript
代码解读
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type ElementType<T> = T extends any[] ? T[number] : T;

const array = [1, 2, 3] as const;
type ArrayType = ElementType<typeof array>; // number

在这个例子中，ElementType 泛型类型检查 T 是否是一个数组，如果是，它提取数组的元素类型；如果不是，它直接返回 T。

泛型工具类型

TypeScript 提供了一些内置的泛型工具类型，如 Partial<T>、Readonly<T>、Pick<T, K> 等，它们可以与泛型结合使用来创建复杂的类型操作。

typescript
type PartialPoint = Partial<Point>; // { x?: number; y?: number; }
type ReadonlyPoint = Readonly<Point>; // { readonly x: number; readonly y: number; }
type XYPoint = Pick<Point, 'x' | 'y'>; // { x: number; y: number; }

泛型和高阶函数

高阶函数是那些接收函数作为参数或返回函数的函数。结合泛型，我们可以创建非常强大的高阶函数，它们可以操作多种类型的函数。

typescript
function curry<T, U, V>(func: (a: T, b: U) => V): (a: T) => (b: U) => V {
  return function (a: T) {
    return function (b: U): V {
      return func(a, b);
    };
  };
}

const add = curry<number, number, number>((x, y) => x + y);
const increment = add(1);
console.log(increment(2)); // 输出：3

在这个例子中，curry 函数接受一个泛型函数，并返回一个新的函数，这个新函数接受第一个参数，并返回一个接受第二个参数的函数。

类型推断和泛型

TypeScript 的类型推断系统在处理泛型时非常强大。它能够根据传入的参数自动推断出泛型的类型，这减少了需要显式指定类型的需要。

typescript
function loggingIdentity<T>(value: T): T {
  console.log(value);
  return value;
}

const result = loggingIdentity("Hello World"); // 推断出 T 为 string

在这个例子中，尽管没有显式指定 T 的类型，TypeScript 编译器能够根据传入的参数 "Hello World" 推断出 T 是 string 类型。

类型兼容性和泛型

在使用泛型时，理解类型兼容性非常重要。泛型不会改变函数或类的类型签名，它们只是提供了一种方式来复用类型信息。

typescript
function combine<T>(x: T, y: T): T {
  return x + y as T; // 这里的实现是错误的，只是为了演示类型兼容性
}

const combined = combine(1, 2); // 正确，因为 1 和 2 都是 number
const combinedStrings = combine("Hello", "World"); // 错误，因为 "+" 操作符不适用于 string

在这个例子中，尽管 combine 函数使用了泛型 T，但是它仍然需要确保 x 和 y 可以被相加。如果 T 是 string 类型，那么直接相加是合法的，但如果 T 是其他类型，可能就需要不同的处理方式。

结论

泛型是 TypeScript 中一个强大的特性，它允许开发者编写出更加灵活和安全的代码。通过泛型，我们可以创建出能够处理多种数据类型的函数、接口和类，同时保持代码的简洁性和可维护性。类型约束进一步增强了泛型的表达能力，允许我们对泛型参数施加限制，以确保代码的正确性和安全性。掌握泛型的高级用法，如条件类型和泛型工具类型，可以让我们更加深入地理解和利用 TypeScript 的类型系统。通过这些高级特性，我们可以构建出更加复杂和强大的类型操作，以满足现代软件开发的需求。