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十分钟教你理解TypeScript中的泛型

程序员文章站 2022-04-30 20:26:08
本文介绍TypeScript中泛型的概念,以简单直白的方式,向那些不了解此概念,但渴望在工作中使用它的开发者,提供入门指导。 ......

转载请注明出处:,葡萄城为开发者提供专业的开发工具、解决方案和服务,赋能开发者。
原文出处:https://blog.bitsrc.io/understanding-generics-in-typescript-1c041dc37569

十分钟教你理解TypeScript中的泛型

你将在本文中学到什么

本文介绍typescript中泛型(generics)的概念和用法,它为什么重要,及其使用场景。我们会以一些清晰的例子,介绍其语法,类型和如何构建参数。你可以在你的集成开发环境中跟着实践。

准备工作

要从本文中跟着学习的话,你需要在电脑上准备以下东西:

  • 安装node.js:你可以运行命令行检查node是否安装好了。
node -v
  • 安装node package manager: 通常安装node时,它会顺带安装好所需版本的npm。
  • 安装typescript:如果你安装好了node package manager,你可以用以下命令在本机的全局环境安装typescript。
  • npm install -g typescript
    集成开发环境:本文将使用微软团队开发的visual studio code。可以在这里。进入其下载的目录,并按照提示进行安装。记得选择“添加打开代码”(add open with code)选项,这样你就可以在本机从任何位置轻松打开vs code了。

本文是写给各层次的typescript开发人员的,包括但并不只是初学者。 这里给出了设置工作环境的步骤,是为了照顾那些typescript和visual studio code的新手们。

typescript里的泛型是个啥

在typescript中,泛型是一种创建可复用代码组件的工具。这种组件不只能被一种类型使用,而是能被多种类型复用。类似于参数的作用,泛型是一种用以增强类(classes)、类型(types)和接口(interfaces)能力的非常可靠的手段。这样,我们开发者,就可以轻松地将那些可复用的代码组件,适用于各种输入。然而,不要把typescript中的泛型错当成any类型来使用——你会在后面看到这两者的不同。

类似c#和java这种语言,在它们的工具箱里,泛型是创建可复用代码组件的主要手段之一。即,用于创建一个适用于多种类型的代码组件。这允许用户以他们自己的类使用该泛型组件。

在vs code中配置typescript

在计算机中创建一个新文件夹,然后使用vs code 打开它(如果你跟着从头开始操作,那你已经安装好了)。

在vs code中,创建一个app.ts文件。我的typescript代码都会放在这里面。

把下面打日志的代码拷贝到编辑器中:

console.log("hello typescript");

按下f5键,你会看到一个像这样的launch.json文件:

{
  // use intellisense to learn about possible attributes.
  // hover to view descriptions of existing attributes.
  // for more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
  "version": "0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "type": "node",
      "request": "launch",
      "name": "typescript",
      "program": "${workspacefolder}\\app.ts",
      "outfiles": [
        "${workspacefolder}/**/*.js"
      ]
    }
  ]
}

里面的name字段的值,本来是launch program,我把它改成了typescript。你可以把它改成其他值。

点击terminal tab,选择run tasks,再选择一个task runner:"typescript watch mode",然后会弹出一个tasks.json文件,把它改成下面像这样:

 {
  // see https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=733558
  // for the documentation about the tasks.json format
  "version": "2.0.0",
  "tasks": [
  {
   "label": "echo",
   "type": "shell",
   "command": "tsc",
   "args": ["-w", "-p","."],
   "problemmatcher": [
    "$tsc-watch"
    ],
   "isbackground": true
   }
  ]
 }

app.ts所在的目录,创建另一个文件tsconfig.json。把下面的代码拷贝进去:

{
  "compileroptions": {
    "sourcemap": true
  }
}

这样,task runner就可以把typescript编译成javascript,并且可监听到文件的变化,实时编译。

再次点击ternimal标签,选择run build task,再选择tsc: watch - tsconfig.json,可以看到终端出现的信息:

[21:41:31] starting compilation in watch mode…

你可以使用vs code的调试功能编译typescript文件。  

十分钟教你理解TypeScript中的泛型

设置好了开发环境,你就可以着手处理typescript泛型概念相关的问题了。

找到问题

typescript中不建议使用any类型,原因有几点,你可以在本文看到。其中一个原因,就是调试时缺乏完整的信息。而选择vs code作为开发工具的一个很好的理由,就是它带来的基于这些信息的智能感知。

如果你有一个类,存储着一个集合。有方法向该集合里添加东西,也有方法通过索引获取集合里的东西。像这样:

class collection {
  private _things: string[];
  constructor() {
    this._things = [];
  }
  add(something: string) {
    this._things.push(something);
  }
  get(index: number): string {
    return this._things[index];
  }
}

你可以很快辨识出,此集合被显示定义为一个string类型的集合,显然是不能在其中使用number的。如果想要处理number的话,可以创建一个接受number而不是string的集合。着是一个不错的选择,但有一个很大的缺点——代码重复。代码重复,最终会导致编写和调试代码的时间增多,并且降低内存的使用效率。

另一个选择,是使用any类型代替string类型定义刚才的类,像下面这样:

class collection {
  private _things: any[];
  constructor() {
    this._things = [];
  }
  add(something: any) {
    this._things.push(something);
  }
  get(index: number): any {
    return this._things[index];
  }
}

此时,该集合支持你给出的任何类型。如果你创建像这样的逻辑构建此集合的话:

let stringss = new collection();
stringss.add("hello");
stringss.add("world");

这添加了字符串"hello"和"world"到集合中,你可以打出像length这样的属性,返回任意一个集合元素的长度。  

console.log(stringss.get(0).length);

字符串"hello"有五个字符,运行typescript代码,你可以在调试模式下看到它。  

十分钟教你理解TypeScript中的泛型

请注意,当你鼠标悬停在length属性上时,vs code的智能感知没有提供任何信息,因为它不知道你选择使用的确切类型。当你像下面这样,把其中一个添加的元素修改为其他类型时,比如number,这种不能被智能感知到的情况会体现得更加明显:

let strings = new collection();
strings.add(001);
strings.add("world");
console.log(strings.get(0).length);

你打出一个undefined的结果,仍然没有什么有用信息。如果你更进一步,决定打印string的子字符串——它会报运行时错误,但不指不出任何具体的内容,更重要的是,编译器没有给出任何类型不匹配的编译时错误。  

console.log(stringss.get(0).substr(0,1));

十分钟教你理解TypeScript中的泛型

这仅仅是使用any类型定义该集合的一种后果罢了。

理解中心思想

刚才使用any类型导致的问题,可以用typescript中的泛型来解决。其中心思想是类型安全。使用泛型,你可以用一种编译器能理解的,并且合乎我们判断的方式,指定类、类型和接口的实例。正如在其他强类型语言中的情况一样,用这种方法,就可以在编译时发现你的类型错误,从而保证了类型安全。

泛型的语法像这样:

function identity<t>(arg: t): t {
  return arg;
}

你可以在之前创建的集合中使用泛型,用尖括号括起来。  

class collection<t> {
  private _things: t[];
  constructor() {
    this._things = [];
  }
  add(something: t): void {
    this._things.push(something);
  }
  get(index: number): t {
    return this._things[index];
  }
}
let stringss = new collection<string>();
stringss.add(001);
stringss.add("world");
console.log(stringss.get(0).substr(0, 1));

如果将带有尖括号的新逻辑复制到代码编辑器中,你会立即注意到"001"下的波浪线。这是因为,typescript现在可以从指定的泛型类型推断出001不是字符串。在t出现的地方,就可以使用string类型,这就实现了类型安全。本质上,这个集合的输出可以是任何类型,但你指明了它应该是string类型,所以编译器推断它就是string类型。这里使用的泛型声明是在类级别,它也可以在其他级别定义,如静态方法级别和实例方法级别,你稍后会看到。

使用泛型

你可以在泛型声明中,包含多个类型参数,它们只需要用逗号分隔,像这样:

class collection<t, k> {
  private _things: k[];
  constructor() {
    this._things = [];
  }
  add(something: k): void {
    this._things.push(something);
  }
  get(index: number): t {
    console.log(index);
  }
}

声明时,类型参数也可以在函数中显式使用,比如:

 

class collection {
  private _things: any[];
  constructor() {
    this._things = [];
  }
  add<a>(something: a): void {
    this._things.push(something);
  }
  get<b>(index: number): b {
    return this._things[index];
  }
}

因此,当你要创建一个新的集合时,在方法级别声明的泛型,现在也会在方法调用级别中被指示,像这样:  

let stringss = new collection();
stringss.add<string>("hello");
stringss.add("world");

你还可注意到,在鼠标悬停时,vs code智能感知能够推断出第二个add函数调用仍然是string类型。

泛型声明同样适用于静态方法:

static add<a>(something: a): void {
  _things.push(something);
}

虽然初始化静态方法时,可使用泛型类型,但是,对初始化静态属性则不能。

泛型约束

现在,你已经对泛型有比较好的认识,是时候提到泛型的核心缺点及其实用的解决方案了。使用泛型,许多属性的类型都能被typescript推断出来,然而,在某些typescript不能做出准确推断的地方,它不会做任何假设。为了类型安全,你需要将这些要求或者约束定义为接口,并在泛型初始化中继承它们。

如果你有这样一个非常简单的函数:

function printname<t>(arg: t) {
  console.log(arg.length);
  return arg;
}
printname(3);

因为typescript无法推断出arg参数是什么类型,不能证明所有类型都具有length属性,因此不能假设它是一个字符串(具有length属性)。所以,你会在length属性下看到一条波浪线。如前所述,你需要创建一个接口,让泛型的初始化可以继承它,以便编译器不再报警。  

interface nameargs {
  length: number;
}

你可以在泛型声明中继承它:

function printname<t extends nameargs>(arg: t) {
  console.log(arg.length);
  return arg;
}

这告诉typescript,可使用任何具有length属性的类型。 定义它之后,函数调用语句也必须更改,因为它不再适用于所有类型。 所以它应看起来是这样:  

 

printname({length: 1, value: 3});

这是一个很基础的例子。但理解了它,你就能看到在使用泛型时,设置泛型约束是多么有用。

为什么是泛型

一个活跃于stack overflow社区的成员,behrooz,在很好的回答了这个问题。在typescript中使用泛型的主要原因是使类型,类或接口充当参数。 它帮助我们为不同类型的输入重用相同的代码,因为类型本身可用作参数。

泛型的一些好处有:

  • 定义输入和输出参数类型之间的关系。比如

 

function test<t>(input: t[]): t {
  //… 
}

 

允许你确保输入和输出使用相同的类型,尽管输入是用的数组。

  • 可使用编译时更强大的类型检查。在上诉示例中,编译器让你知道数组方法可用于输入,任何其他方法则不行。
  • 你可以去掉不需要的强制类型转换。比如,如果你有一个常量列表:
array<item> a = [];

变量数组时,你可以由智能感知访问到item类型的所有成员。

其他资源

结论

你已经看完了泛型概念的概述,并看到了各种示例来帮助揭示它背后的思想。 起初,泛型的概念可能令人困惑,我建议,把本文再读一遍,并查阅本文所提供的额外资源,帮助自己更好地理解。泛型是一个很棒的概念,可以帮助我们在javascript中,更好地控制输入和输出。请快乐地编码吧!