如何通俗的解釋TypeScript 泛型

更新時間：2021年05月06日 10:38:22 作者：淺笑·

這篇文章主要介紹了TypeScript 泛型，對泛型感興趣的同學，可以參考下

概述

在 TypeScript 中我們會使用泛型來對函數(shù)的相關類型進行約束。這里的函數(shù)，同時包含 class 的構造函數(shù)，因此，一個類的聲明部分，也可以使用泛型。那么，究竟什么是泛型？如果通俗的理解泛型呢？

什么是泛型

泛型（Generics）是指在定義函數(shù)、接口或類的時候，不預先指定具體的類型，而在使用的時候再指定類型的一種特性。

通俗的解釋，泛型是類型系統(tǒng)中的“參數(shù)”，主要作用是為了類型的重用。從上面定義可以看出，它只會用在函數(shù)、接口和類中。它和js程序中的函數(shù)參數(shù)是兩個層面的事物（雖然意義是相同的），因為 typescript 是靜態(tài)類型系統(tǒng)，是在js進行編譯時進行類型檢查的系統(tǒng)，因此，泛型這種參數(shù)，實際上是在編譯過程中的運行時使用。之所以稱它為“參數(shù)”，是因為它具備和函數(shù)參數(shù)一模一樣的特性。

function increse(param) {
  // ...
}

而類型系統(tǒng)中，我們如此使用泛型：

function increase<T>(param: T): T {
  //...
}

當 param 為一個類型時，T 被賦值為這個類型，在返回值中，T 即為該類型從而進行類型檢查。

編譯系統(tǒng)

要知道 typescript 本身的類型系統(tǒng)也需要編程，只不過它的編程方式很奇怪，你需要在它的程序代碼中穿插 js代碼（在 ts 代碼中穿插 js 代碼這個說法很怪，因為我們直觀的感覺是在 js 代碼中夾雜了 ts 代碼）。

編程中，最重要的一種形式就是函數(shù)。在 typescript 的類型編程中，你看到函數(shù)了嗎？沒有。這是因為，有泛型的地方就有函數(shù)，只是函數(shù)的形式被 js 代碼給割裂了。typescript 需要進行編譯后得到最終產物。編譯過程中要做兩件事，一是在內存中運行類型編程的代碼，從而形成類型檢查體系，也就是說，我們能夠對 js 代碼進行類型檢查，首先是 typescript 編譯器運行 ts 編程代碼后得到了一個運行時的檢查系統(tǒng)本文來自否子戈的播客，運行這個系統(tǒng)，從而對穿插在其中的 js 代碼進行類型斷言；二是輸出 js，輸出過程中，編譯系統(tǒng)已經(jīng)運行完了類型編程的代碼，就像php代碼中 echo js 代碼一樣，php代碼已經(jīng)運行了，顯示出來的是 js 代碼。

從這個角度看 typescript，你或許更能理解為什么說它是JavaScript的超集，為什么它的編譯結果是 js。

通俗的理解泛型

既然我們理解了 ts 編譯系統(tǒng)的邏輯，那么我們就可以把類型的編程和 js 本身的業(yè)務編程在情感上區(qū)分開。我們所講的“泛型”，只存在于類型編程的部分，這部分代碼是 ts 的編譯運行時代碼。

我們來看下一個簡單的例子：

function increase<T>(param: T): T {
  //...
}

這段代碼，如果我們把 js 代碼區(qū)分開，然后用類型描述文本來表示會是怎樣？

// 聲明函數(shù) @type，參數(shù)為 T，返回結果為 (T): T 
@type = T => (T): T

// 運行函數(shù)得到一個類型 F，即類型為 (number): number
@F = @type(number)

// 要求 increase 這個函數(shù)符合 F 這種類型，也就是參數(shù)為 number，返回值也為 number 
@@F
function increase(param) { 
  // ... 
} 
@@end

實際上沒有 @@F 這種語法，是我編造出來的，目的是讓你可以從另一個角度去看類型系統(tǒng)。

當我們理解泛型是一種“參數(shù)”之后，我們可能會問：類型系統(tǒng)的函數(shù)在哪里？對于 js 函數(shù)而言，你可以很容易指出函數(shù)聲明語句和參數(shù)，但是 ts 中，這個部分是隱藏起來的。不過，我們可以在一些特定結構中，比較容易看到類型函數(shù)的影子：

// 聲明一個泛型接口，這個寫法，像極了聲明一個函數(shù)，我們用描述語言來形容 @type = T => (T): T
interface GenericIdentityFn<T> {
    (arg: T): T;
}

// 這個寫法，有點像一個閉包函數(shù)，在聲明函數(shù)后，立即運行這個函數(shù)，描述語言：@@[T => (T): T](any)
function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

// 使用泛型接口，像極了調用一個函數(shù)，我們用描述語言來形容 @type(number)
let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identity;

上面這一整段代碼，我們用描述文本重寫一遍：

@GenericIdentityFn = T => (T): T

@@[T => (T): T](any)
function identify(arg) {
  return arg
}
@@end

@@GenericIdentityFn(number)
let myIdentity = identity
@@end

我們在類型系統(tǒng)中聲明了兩個函數(shù)，分別是 @GenericIdentityFn 和 @some（匿名函數(shù) @[T => (T): T]）。雖然是兩個函數(shù)，但是實際上，它們的是一模一樣的，因為 typescript 是結構類型，也就是在類型檢查的時候只判斷結構上的每個節(jié)點類型是否相同，而不是必須保持類型變量本身的指針相同。@GenericIdentityFn 和 @some 這兩個函數(shù)分別被調用，用來修飾 identify 和 myIdentify，在調用的時候，接收的參數(shù)不同，所以導致最終的類型檢查規(guī)則是不同的，identify 只要保證參數(shù)和返回值的類型相同，至于具體什么類型，any。而 myIdentify 除了保證參數(shù)返回值類型相同外，還要求類型必須是 number。

泛型類

除了泛型接口，class 類也可以泛型化，即“泛型類”，借助泛型類，我們來探究一下泛型的聲明和使用的步驟。

class GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();

前文泛型接口因為只是為了約束函數(shù)的類型，所以寫的很像函數(shù)，實際上，我們可以用描述語言重新描述一個泛型接口和泛型類。上面的紅色部分，我們用描述語言來描述：

@GenericNumber = T => class {
  zeroValue: T;
  add: (x: T, y: T) => T;
}

@GenericNumber 這個函數(shù)，以 T 為參數(shù)，返回一個 class，在 @type 函數(shù)體內多次用到了參數(shù) T。

@GenericIdentityFn = T => interface { 
  (arg: T): T; 
}

我們重新描述了前面的 interface GenericIdentityFn，這樣我們就可以在接口中增加其他的方法。

可以注意到，即使 typescript 內置的基礎類型，例如 Array，被聲明為泛型接口、泛型類之后，這些接口和類在使用時必須通過<>傳入?yún)?shù)，本質上，因為它們都是函數(shù)，只是返回值不同。

其他泛型使用的通俗解釋

接下來我們要再描述一個復雜的類型：

class Animal {
    numLegs: number;
}

function createInstance<A extends Animal>(c: new () => A): A {
    return new c();
}

我們姑且不去看 new() 的部分，我們看尖括號中的 extends語法，這里應該怎么理解呢？實際上，我們面對的問題是，在編譯時，<A extends Animal> 尖括號中的內容是什么時候運行的，是之前，還是之間？

// 到底是
@type = (A extends Animal) => (new() => A): A
@type(T)
// 還是
@type = A => (new() => A): A
@type(T extends Animal)復

因為 typescript 是靜態(tài)類型系統(tǒng)，Animal 是不變的類，因此，可以推測其實在類的創(chuàng)建之前，尖括號的內容已經(jīng)被運行了。

@type = (A extends Animal) => (new() => A): A

也就是說，要使用 @type(T) 產生類型，首先 T 要滿足 Animal 的結構，然后才能得到需要的類型，如果 T 已經(jīng)不滿足 Animal 類的結構了，那么編譯器會直接報錯，而這個報錯，不是類型檢查階段，而是在類型系統(tǒng)的創(chuàng)建階段，也就是 ts 代碼的運行階段。這種情況被稱為“泛型約束”。

另外，類似 <A,B> 這樣的語法其實和函數(shù)參數(shù)一致。