泛型

泛型（Generics）是指在定义函数、接口或类的时候，不预先指定具体的类型，而在使用的时候再指定类型的一种特性。

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
函数返回值

初识泛型

假设有一个函数，它可接受一个 number 参数并返回一个 number 参数。

function returnItem(item: number): number {
    return item
}

这时如果还需要满足，它能够接受一个 string 参数并返回一个 string 呢？你有可能想到了使用联合类型。

function returnItem(item: number | string): number | string {
    return item
}

但是这样使用，并不能保证输入和输出一定是返回同一种类型。

如果再多一种类型，我们每次都需要加上对应的类型亦或者直接使用 any 吗？

function returnItem(item: any): any {
    return item
}

这时候，泛型就派上用场了：我们在静态编写的时候还不能确定传入的参数到底是什么类型，只有当在运行时传入参数后我们才能确定。那么我们需要变量，这个变量代表了传入的类型，然后再返回这个变量，它是一种特殊的变量，只用于表示类型而不是值。这个类型变量在 TypeScript 中就叫做「泛型」。

function returnItem<T>(item: T): T {
    return item
}

上例中，我们在函数名后添加了 <T>，其中 T 用来指代任意输入的类型，在后面的输入 item: T 和输出 T 中即可使用了。

在调用的时候，可以指定它的具体类型为 string 或者其他类型，当然也可以不手动指定，因为类型推论自动推算出来。

function returnItem<T>(item: T): T {
    return item
}

returnItem<string>('item')
returnItem('item')

returnItem(123)

tip

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

多个类型参数

定义泛型的时候，可以一次定义多个类型参数：

function swap<T, U>(tuple: [T, U]): [U, T] {
    return [tuple[1], tuple[0]];
}

swap([7, 'seven']); // ['seven', 7]

上例中，我们定义了一个 swap 函数，用来交换输入的元组。

泛型约束

在函数内部使用泛型变量的时候，由于事先不知道它是哪种类型，所以不能随意的操作它的属性或方法：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);
    return arg;
}
// 类型“T”上不存在属性“length”。

上例中，泛型 T 不一定包含属性 length，所以编译的时候报错了。

这时，我们可以对泛型进行约束，只允许这个函数传入那些包含 length 属性的变量。这就是泛型约束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

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

上例中，我们使用了 extends 约束了泛型 T 必须符合接口 Lengthwise 的形状，也就是必须包含 length 属性。

此时如果调用 loggingIdentity 的时候，传入的 arg 不包含 length，那么在编译阶段就会报错了：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

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

loggingIdentity(7);
// 类型“number”的参数不能赋给类型“Lengthwise”的参数。

多个类型参数之间也可以互相约束：

function copyFields<T extends U, U>(target: T, source: U): T {
    for (let id in source) {
        target[id] = (<T>source)[id];
    }
    return target;
}

let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };

copyFields(x, { b: 10, d: 20 });

上例中，我们使用了两个类型参数，其中要求 T 继承 U，这样就保证了 U 上不会出现 T 中不存在的字段。

泛型接口

之前学习过，可以使用接口的方式来定义一个函数需要符合的形状：

interface SearchFunc {
    (source: string, subString: string): boolean;
}

let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function (source: string, subString: string) {
    return source.search(subString) !== -1;
}

当然也可以使用含有泛型的接口来定义函数的形状：

interface CreateArrayFunc {
    <T>(length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc;
createArray = function <T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

进一步，我们可以把泛型参数提前到接口名上：

interface CreateArrayFunc<T> {
    (length: number, value: T): Array<T>;
}

let createArray: CreateArrayFunc<any>;
createArray = function <T>(length: number, value: T): Array<T> {
    let result: T[] = [];
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']

注意，此时在使用泛型接口的时候，需要定义泛型的类型。

泛型类

与泛型接口类似，泛型也可以用于类的类型定义中：

class Stack<T> {
    private arr: T[] = []
    public push(item: T) {
        this.arr.push(item)
    }
    public pop() {
        this.arr.pop()
    }
}

参考文档

TypeScript入门教程

初识泛型​

tip

多个类型参数​

泛型约束​

泛型接口​

泛型类​

参考文档​

初识泛型

多个类型参数

泛型约束

泛型接口

泛型类

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