三、进阶
3.1 类型别名
类型别名用来给一个类型起个新名字
type Name = string; type NameResolver = () => string; type NameOrResolver = Name | NameResolver; // 联合类型 function getName(n: NameOrResolver): Name { if (typeof n === 'string') { return n; } else { return n(); } }
上例中,我们使用 type
创建类型别名。
类型别名常用于联合类型
3.2 字符串字面量类型
字符串字面量类型用来约束取值只能是某几个字符串中的一个
type EventNames = 'click' | 'scroll' | 'mousemove'; function handleEvent(ele: Element, event: EventNames) { // do something } handleEvent(document.getElementById('hello'), 'scroll'); // 没问题 handleEvent(document.getElementById('world'), 'dbclick'); // 报错,event 不能为 'dbclick' // index.ts(7,47): error TS2345: Argument of type '"dbclick"' is not assignable to parameter of type 'EventNames'.
- 上例中,我们使用
type
定了一个字符串字面量类型EventNames
,它只能取三种字符串中的一种。
注意,类型别名与字符串字面量类型都是使用 type 进行定
3.3 元组
- 数组合并了相同类型的对象,而元组(
Tuple
)合并了不同类型的对象。 - 元组起源于函数编程语言,在这些语言中频繁使用元组。
3.3.1 简单的例子
定义一对值分别为 string
和 number
的元组
let user: [string, number] = ['poetries', 22];
当赋值或访问一个已知索引的元素时,会得到正确的类型
let user: [string, number]; user[0] = 'poetries'; user[1] = 22; user[0].slice(1); user[1].toFixed(2);
也可以只赋值其中一项
let user: [string, number]; user[0] = 'poetries';
3.3.2 越界的元素
当添加越界的元素时,它的类型会被限制为元组中每个类型的联合类型
let user: [string, number]; user = ['poetries', 22]; user.push('http://blog.poetries.top'); user.push(true); // index.ts(4,14): error TS2345: Argument of type 'boolean' is not assignable to parameter of type 'string | number'. // Type 'boolean' is not assignable to type 'number'.
3.4 枚举
枚举( Enum
)类型用于取值被限定在一定范围内的场景,比如一周只能有七天,颜色限定为红绿蓝等
3.4.1 简单的例子
枚举使用 enum
关键字来定义:
enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};
枚举成员会被赋值为从 0
开始递增的数字,同时也会对枚举值到枚举名进行反向映射
enum Days {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat}; console.log(Days["Sun"] === 0); // true console.log(Days["Mon"] === 1); // true console.log(Days["Tue"] === 2); // true console.log(Days["Sat"] === 6); // true console.log(Days[0] === "Sun"); // true console.log(Days[1] === "Mon"); // true console.log(Days[2] === "Tue"); // true console.log(Days[6] === "Sat"); // true
事实上,上面的例子会被编译为
var Days; (function (Days) { Days[Days["Sun"] = 0] = "Sun"; Days[Days["Mon"] = 1] = "Mon"; Days[Days["Tue"] = 2] = "Tue"; Days[Days["Wed"] = 3] = "Wed"; Days[Days["Thu"] = 4] = "Thu"; Days[Days["Fri"] = 5] = "Fri"; Days[Days["Sat"] = 6] = "Sat"; })(Days || (Days = {}));
3.4.2 手动赋值
我们也可以给枚举项手动赋值
enum Days {Sun = 7, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat}; console.log(Days["Sun"] === 7); // true console.log(Days["Mon"] === 1); // true console.log(Days["Tue"] === 2); // true console.log(Days["Sat"] === 6); // true
上面的例子中,未手动赋值的枚举项会接着上一个枚举项递增
如果未手动赋值的枚举项与手动赋值的重复了, TypeScript
是不会察觉到这一点的
enum Days {Sun = 3, Mon = 1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat}; console.log(Days["Sun"] === 3); // true console.log(Days["Wed"] === 3); // true console.log(Days[3] === "Sun"); // false console.log(Days[3] === "Wed"); // true
上面的例子中,递增到 3
的时候与前面的 Sun
的取值重复了,但是 TypeScript
并没有报错,导致 Days[3]
的值先是 "Sun"
,而后又被 "Wed"
覆盖了。编译的结果是
var Days; (function (Days) { Days[Days["Sun"] = 3] = "Sun"; Days[Days["Mon"] = 1] = "Mon"; Days[Days["Tue"] = 2] = "Tue"; Days[Days["Wed"] = 3] = "Wed"; Days[Days["Thu"] = 4] = "Thu"; Days[Days["Fri"] = 5] = "Fri"; Days[Days["Sat"] = 6] = "Sat"; })(Days || (Days = {}));
所以使用的时候需要注意,最好不要出现这种覆盖的情况。
手动赋值的枚举项可以不是数字,此时需要使用类型断言来让 tsc
无视类型检查 (编译出的 js
仍然是可用的):
enum Days {Sun = 7, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat = <any>"S"};
var Days; (function (Days) { Days[Days["Sun"] = 7] = "Sun"; Days[Days["Mon"] = 8] = "Mon"; Days[Days["Tue"] = 9] = "Tue"; Days[Days["Wed"] = 10] = "Wed"; Days[Days["Thu"] = 11] = "Thu"; Days[Days["Fri"] = 12] = "Fri"; Days[Days["Sat"] = "S"] = "Sat"; })(Days || (Days = {}));
当然,手动赋值的枚举项也可以为小数或负数,此时后续未手动赋值的项的递增步长仍为 1
:
enum Days {Sun = 7, Mon = 1.5, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat}; console.log(Days["Sun"] === 7); // true console.log(Days["Mon"] === 1.5); // true console.log(Days["Tue"] === 2.5); // true console.log(Days["Sat"] === 6.5); // true
3.4.3 常数项和计算所得项
枚举项有两种类型:常数项( constant member
)和计算所得项( computed member
)
前面我们所举的例子都是常数项,一个典型的计算所得项的例子:
enum Color {Red, Green, Blue = "blue".length};
上面的例子中, "blue".length
就是一个计算所得项。
上面的例子不会报错,但是如果紧接在计算所得项后面的是未手动赋值的项,那么它就会因为无法获得初始值而报错
enum Color {Red = "red".length, Green, Blue}; // index.ts(1,33): error TS1061: Enum member must have initializer. // index.ts(1,40): error TS1061: Enum member must have initializer.
3.4.4 常数枚举
常数枚举是使用 const enum
定义的枚举类型
const enum Directions { Up, Down, Left, Right } let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
常数枚举与普通枚举的区别是,它会在编译阶段被删除,并且不能包含计算成员
//上例的编译结果是: var directions = [0 /* Up */, 1 /* Down */, 2 /* Left */, 3 /* Right */];
// 假如包含了计算成员,则会在编译阶段报错: const enum Color {Red, Green, Blue = "blue".length}; // index.ts(1,38): error TS2474: In 'const' enum declarations member initializer must be constant expression.
3.4.5 外部枚举
外部枚举( Ambient Enums
)是使用 declare enum
定义的枚举类型
declare enum Directions { Up, Down, Left, Right } let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
- 之前提到过,
declare
定义的类型只会用于编译时的检查,编译结果中会被删除。
上例的编译结果是:
var directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
- 外部枚举与声明语句一样,常出现在声明文件中。
- 同时使用
declare
和const
也是可以的:
declare const enum Directions { Up, Down, Left, Right } let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
// 编译结果: var directions = [0 /* Up */, 1 /* Down */, 2 /* Left */, 3 /* Right */];
3.5 类
3.5.1 类的概念
类相关的概念做一个简单的介绍
- 类(
Class
):定义了一件事物的抽象特点,包含它的属性和方法 - 对象(
Object
):类的实例,通过new
生成 - 面向对象(
OOP
)的三大特性:封装、继承、多态 - 封装(
Encapsulation
):将对数据的操作细节隐藏起来,只暴露对外的接口。外界调用端不需要(也不可能)知道细节,就能通过对外提供的接口来访问该对象,同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据 - 继承(
Inheritance
):子类继承父类,子类除了拥有父类的所有特性外,还有一些更具体的特性 - 多态(
Polymorphism
):由继承而产生了相关的不同的类,对同一个方法可以有不同的响应。比如Cat
和Dog
都继承自Animal
,但是分别实现了自己的eat
方法。此时针对某一个实例,我们无需了解它是Cat
还是Dog
,就可以直接调用eat
方法,程序会自动判断出来应该如何执行eat
- 存取器(
getter & setter
):用以改变属性的读取和赋值行为 - 修饰符(
Modifiers
):修饰符是一些关键字,用于限定成员或类型的性质。比如public
表示公有属性或方法 - 抽象类(
Abstract Class
):抽象类是供其他类继承的基类,抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现 - 接口(
Interfaces
):不同类之间公有的属性或方法,可以抽象成一个接口。接口可以被类实现(implements
)。一个类只能继承自另一个类,但是可以实现多个接口
3.5.2 public private 和 protected
TypeScript
可以使用三种访问修饰符( Access Modifiers
),分别是 public
、 private
和 protected
public
修饰的属性或方法是公有的,可以在任何地方被访问到,默认所有的属性和方法都是public
的private
修饰的属性或方法是私有的,不能在声明它的类的外部访问protected
修饰的属性或方法是受保护的,它和private
类似,区别是它在子类中也是允许被访问的
class Animal { public name; public constructor(name) { this.name = name; } } let a = new Animal('Jack'); console.log(a.name); // Jack a.name = 'Tom'; console.log(a.name); // Tom
上面的例子中, name
被设置为了 public
,所以直接访问实例的 name
属性是允许的。
很多时候,我们希望有的属性是无法直接存取的,这时候就可以用 private
了
lass Animal { private name; public constructor(name) { this.name = name; } } let a = new Animal('Jack'); console.log(a.name); // Jack a.name = 'Tom'; // index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'. // index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
上面的例子编译后的代码是:
var Animal = (function () { function Animal(name) { this.name = name; } return Animal; }()); var a = new Animal('Jack'); console.log(a.name); a.name = 'Tom';
使用 private
修饰的属性或方法,在子类中也是不允许访问的:
class Animal { private name; public constructor(name) { this.name = name; } } class Cat extends Animal { constructor(name) { super(name); console.log(this.name); } } // index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
而如果是用 protected
修饰,则允许在子类中访问
class Animal { protected name; public constructor(name) { this.name = name; } } class Cat extends Animal { constructor(name) { super(name); console.log(this.name); } }
3.5.3 抽象类
abstract
用于定义抽象类和其中的抽象方法。
什么是抽象类?
首先,抽象类是不允许被实例化的
abstract class Animal { public name; public constructor(name) { this.name = name; } public abstract sayHi(); } let a = new Animal('Jack'); // index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.
上面的例子中,我们定义了一个抽象类 Animal
,并且定义了一个抽象方法 sayHi
。在实例化抽象类的时候报错了。
其次,抽象类中的抽象方法必须被子类实现
abstract class Animal { public name; public constructor(name) { this.name = name; } public abstract sayHi(); } class Cat extends Animal { public eat() { console.log(`${this.name} is eating.`); } } let cat = new Cat('Tom'); // index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.
上面的例子中,我们定义了一个类 Cat
继承了抽象类 Animal
,但是没有实现抽象方法 sayHi
,所以编译报错了。
下面是一个正确使用抽象类的例子:
abstract class Animal { public name; public constructor(name) { this.name = name; } public abstract sayHi(); } class Cat extends Animal { public sayHi() { console.log(`Meow, My name is ${this.name}`); } } let cat = new Cat('Tom');
上面的例子中,我们实现了抽象方法 sayHi
,编译通过了。
需要注意的是,即使是抽象方法, TypeScript
的编译结果中,仍然会存在这个类,上面的代码的编译结果是:
var __extends = (this && this.__extends) || function (d, b) { for (var p in b) if (b.hasOwnProperty(p)) d[p] = b[p]; function __() { this.constructor = d; } d.prototype = b === null ? Object.create(b) : (__.prototype = b.prototype, new __()); }; var Animal = (function () { function Animal(name) { this.name = name; } return Animal; }()); var Cat = (function (_super) { __extends(Cat, _super); function Cat() { _super.apply(this, arguments); } Cat.prototype.sayHi = function () { console.log('Meow, My name is ' + this.name); }; return Cat; }(Animal)); var cat = new Cat('Tom');
3.5.4 类的类型
给类加上 TypeScript
的类型很简单,与接口类似:
class Animal { name: string; constructor(name: string) { this.name = name; } sayHi(): string { return `My name is ${this.name}`; } } let a: Animal = new Animal('Jack'); console.log(a.sayHi()); // My name is Jack
3.6 类与接口
3.6.1 类实现接口
实现( implements
)是面向对象中的一个重要概念。一般来讲,一个类只能继承自另一个类,有时候不同类之间可以有一些共有的特性,这时候就可以把特性提取成接口( interfaces
),用 implements
关键字来实现。这个特性大大提高了面向对象的灵活性
举例来说,门是一个类,防盗门是门的子类。如果防盗门有一个报警器的功能,我们可以简单的给防盗门添加一个报警方法。这时候如果有另一个类,车,也有报警器的功能,就可以考虑把报警器提取出来,作为一个接口,防盗门和车都去实现它
interface Alarm { alert(); } class Door { } class SecurityDoor extends Door implements Alarm { alert() { console.log('SecurityDoor alert'); } } class Car implements Alarm { alert() { console.log('Car alert'); } }
一个类可以实现多个接口
interface Alarm { alert(); } interface Light { lightOn(); lightOff(); } class Car implements Alarm, Light { alert() { console.log('Car alert'); } lightOn() { console.log('Car light on'); } lightOff() { console.log('Car light off'); } }
上例中, Car
实现了 Alarm
和 Light
接口,既能报警,也能开关车灯
3.6.2 接口继承接口
接口与接口之间可以是继承关系
interface Alarm { alert(); } interface LightableAlarm extends Alarm { lightOn(); lightOff(); }
上例中,我们使用 extends
使 LightableAlarm
继承 Alarm
3.6.3 接口继承类
接口也可以继承类:
class Point { x: number; y: number; } interface Point3d extends Point { z: number; } let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};
3.6.4 混合类型
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; }
有时候,一个函数还可以有自己的属性和方法
interface Counter { (start: number): string; interval: number; reset(): void; } function getCounter(): Counter { let counter = <Counter>function (start: number) { }; counter.interval = 123; counter.reset = function () { }; return counter; } let c = getCounter(); c(10); c.reset(); c.interval = 5.0;
3.7 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
3.7.1 简单的例子
首先,我们来实现一个函数 createArray
,它可以创建一个指定长度的数组,同时将每一项都填充一个默认值
function createArray(length: number, value: any): Array<any> { let result = []; for (let i = 0; i < length; i++) { result[i] = value; } return result; } createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
- 上例中,我们使用了之前提到过的数组泛型来定义返回值的类型。
- 这段代码编译不会报错,但是一个显而易见的缺陷是,它并没有准确的定义返回值的类型:
Array<any>
允许数组的每一项都为任意类型。但是我们预期的是,数组中每一项都应该是输入的value
的类型。
这时候,泛型就派上用场了:
function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> { let result: T[] = []; for (let i = 0; i < length; i++) { result[i] = value; } return result; } createArray<string>(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
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 value: T
和输出 Array<T>
中即可使用了
接着在调用的时候,可以指定它具体的类型为 string
。当然,也可以不手动指定,而让类型推论自动推算出来
function createArray<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']
3.7.2 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
3.7.3 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; } // index.ts(2,19): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'T'.
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); // index.ts(10,17): error TS2345: Argument of type '7' is not assignable to parameter of type 'Lengthwise'.
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
3.7.4 泛型接口
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
3.7.5 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 GenericNumber<T> { zeroValue: T; add: (x: T, y: T) => T; } let myGenericNumber = new GenericNumber<number>(); myGenericNumber.zeroValue = 0; myGenericNumber.add = function(x, y) { return x + y; };
3.7.6 泛型参数的默认类型
在 TypeScript 2.3
以后,我们可以为泛型中的类型参数指定默认类型。当使用泛型时没有在代码中直接指定类型参数,从实际值参数中也无法推测出时,这个默认类型就会起作用
function createArray<T = string>(length: number, value: T): Array<T> { let result: T[] = []; for (let i = 0; i < length; i++) { result[i] = value; } return result; }
3.8 声明合并
如果定义了两个相同名字的函数、接口或类,那么它们会合并成一个类型
3.8.1 函数的合并
我们可以使用重载定义多个函数类型
function reverse(x: number): number; function reverse(x: string): string; function reverse(x: number | string): number | string { if (typeof x === 'number') { return Number(x.toString().split('').reverse().join('')); } else if (typeof x === 'string') { return x.split('').reverse().join(''); } }
3.8.2 接口的合并
接口中的属性在合并时会简单的合并到一个接口中
interface Alarm { price: number; } interface Alarm { weight: number; }
相当于:
interface Alarm { price: number; weight: number; }
注意,合并的属性的类型必须是唯一的
interface Alarm { price: number; } interface Alarm { price: number; // 虽然重复了,但是类型都是 `number`,所以不会报错 weight: number; }
interface Alarm { price: number; } interface Alarm { price: string; // 类型不一致,会报错 weight: number; } // index.ts(5,3): error TS2403: Subsequent variable declarations must have the same type. Variable 'price' must be of type 'number', but here has type 'string'.
接口中方法的合并,与函数的合并一样
interface Alarm { price: number; alert(s: string): string; } interface Alarm { weight: number; alert(s: string, n: number): string; }
相当于:
interface Alarm { price: number; weight: number; alert(s: string): string; alert(s: string, n: number): string; }
3.8.3 类的合并
类的合并与接口的合并规则一致
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