介紹

軟件工程中，我們不僅要創(chuàng)建一致的定義良好的API，同時也要考慮可重用性。 組件不僅能夠支持當前的數(shù)據(jù)類型，同時也能支持未來的數(shù)據(jù)類型，這在創(chuàng)建大型系統(tǒng)時為你提供了十分靈活的功能。

在像C#和Java這樣的語言中，可以使用泛型來創(chuàng)建可重用的組件，一個組件可以支持多種類型的數(shù)據(jù)。 這樣用戶就可以以自己的數(shù)據(jù)類型來使用組件。

泛型之Hello World

下面來創(chuàng)建第一個使用泛型的例子：identity函數(shù)。 這個函數(shù)會返回任何傳入它的值。 你可以把這個函數(shù)當成是echo命令。

不用泛型的話，這個函數(shù)可能是下面這樣：

function identity(arg: number): number {
    return arg;
}

或者，我們使用any類型來定義函數(shù)：

function identity(arg: any): any {
    return arg;
}

雖然使用any類型后這個函數(shù)已經(jīng)能接收任何類型的arg參數(shù)，但是卻丟失了一些信息：傳入的類型與返回的類型應(yīng)該是相同的。 如果我們傳入一個數(shù)字，我們只知道任何類型的值都有可能被返回。

因此，我們需要一種方法使用返回值的類型與傳入?yún)?shù)的類型是相同的。 這里，我們使用了類型變量，它是一種特殊的變量，只用于表示類型而不是值。

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

我們給identity添加了類型變量T。 T幫助我們捕獲用戶傳入的類型（比如：number），之后我們就可以使用這個類型。 之后我們再次使用了T當做返回值類型?，F(xiàn)在我們可以知道參數(shù)類型與返回值類型是相同的了。 這允許我們跟蹤函數(shù)里使用的類型的信息。

我們把這個版本的identity函數(shù)叫做泛型，因為它可以適用于多個類型。 不同于使用any，它不會丟失信息，像第一個例子那像保持準確性，傳入數(shù)值類型并返回數(shù)值類型。

我們定義了泛型函數(shù)后，可以用兩種方法使用。 第一種是，傳入所有的參數(shù)，包含類型參數(shù)：

let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'

這里我們明確的指定了T是字符串類型，并做為一個參數(shù)傳給函數(shù)，使用了<>括起來而不是()。

第二種方法更普遍。利用了類型推論，編譯器會根據(jù)傳入的參數(shù)自動地幫助我們確定T的類型：

let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'

注意我們并沒用<>明確的指定類型，編譯器看到了myString，把T設(shè)置為此類型。 類型推論幫助我們保持代碼精簡和高可讀性。如果編譯器不能夠自動地推斷出類型的話，只能像上面那樣明確的傳入T的類型，在一些復(fù)雜的情況下，這是可能出現(xiàn)的。

使用泛型變量

使用泛型創(chuàng)建像identity這樣的泛型函數(shù)時，編譯器要求你在函數(shù)體必須正確的使用這個通用的類型。 換句話說，你必須把這些參數(shù)當做是任意或所有類型。

看下之前identity例子：

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

如果我們想同時打印出arg的長度。 我們很可能會這樣做：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

如果這么做，編譯器會報錯說我們使用了arg的.length屬性，但是沒有地方指明arg具有這個屬性。 記住，這些類型變量代表的是任意類型，所以使用這個函數(shù)的人可能傳入的是個數(shù)字，而數(shù)字是沒有.length屬性的。

現(xiàn)在假設(shè)我們想操作T類型的數(shù)組而不直接是T。由于我們操作的是數(shù)組，所以.length屬性是應(yīng)該存在的。 我們可以像創(chuàng)建其它數(shù)組一樣創(chuàng)建這個數(shù)組：

function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

你可以這樣理解loggingIdentity的類型：泛型函數(shù)loggingIdentity，接收類型參數(shù)T，和函數(shù)arg，它是個元素類型是T的數(shù)組，并返回元素類型是T的數(shù)組。 如果我們傳入數(shù)字數(shù)組，將返回一個數(shù)字數(shù)組，因為此時T的的類型為number。 這可以讓我們把泛型變量T當做類型的一部分使用，而不是整個類型，增加了靈活性。

我們也可以這樣實現(xiàn)上面的例子：

function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

使用過其它語言的話，你可能對這種語法已經(jīng)很熟悉了。 在下一節(jié)，會介紹如何創(chuàng)建自定義泛型像Array<T>一樣。

泛型類型

上一節(jié)，我們創(chuàng)建了identity通用函數(shù)，可以適用于不同的類型。 在這節(jié)，我們研究一下函數(shù)本身的類型，以及如何創(chuàng)建泛型接口。

泛型函數(shù)的類型與非泛型函數(shù)的類型沒什么不同，只是有一個類型參數(shù)在最前面，像函數(shù)聲明一樣：

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

let myIdentity: <T>(arg: T) => T = identity;

我們也可以使用不同的泛型參數(shù)名，只要在數(shù)量上和使用方式上能對應(yīng)上就可以。

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

let myIdentity: <U>(arg: U) => U = identity;

我們還可以使用帶有調(diào)用簽名的對象字面量來定義泛型函數(shù)：

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

let myIdentity: {<T>(arg: T): T} = identity;

這引導(dǎo)我們?nèi)懙谝粋€泛型接口了。 我們把上面例子里的對象字面量拿出來做為一個接口：

interface GenericIdentityFn {
    <T>(arg: T): T;
}

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

let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;

一個相似的例子，我們可能想把泛型參數(shù)當作整個接口的一個參數(shù)。 這樣我們就能清楚的知道使用的具體是哪個泛型類型（比如：Dictionary<string>而不只是Dictionary）。 這樣接口里的其它成員也能知道這個參數(shù)的類型了。

interface GenericIdentityFn<T> {
    (arg: T): T;
}

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

let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identity;

注意，我們的示例做了少許改動。 不再描述泛型函數(shù)，而是把非泛型函數(shù)簽名作為泛型類型一部分。 當我們使用GenericIdentityFn的時候，還得傳入一個類型參數(shù)來指定泛型類型（這里是：number），鎖定了之后代碼里使用的類型。 對于描述哪部分類型屬于泛型部分來說，理解何時把參數(shù)放在調(diào)用簽名里和何時放在接口上是很有幫助的。

除了泛型接口，我們還可以創(chuàng)建泛型類。 注意，無法創(chuàng)建泛型枚舉和泛型命名空間。

泛型類

泛型類看上去與泛型接口差不多。 泛型類使用（<>）括起泛型類型，跟在類名后面。

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; };

GenericNumber類的使用是十分直觀的，并且你可能已經(jīng)注意到了，沒有什么去限制它只能使用number類型。 也可以使用字符串或其它更復(fù)雜的類型。

let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

alert(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));

與接口一樣，直接把泛型類型放在類后面，可以幫助我們確認類的所有屬性都在使用相同的類型。

我們在類那節(jié)說過，類有兩部分：靜態(tài)部分和實例部分。 泛型類指的是實例部分的類型，所以類的靜態(tài)屬性不能使用這個泛型類型。

泛型約束

你應(yīng)該會記得之前的一個例子，我們有時候想操作某類型的一組值，并且我們知道這組值具有什么樣的屬性。 在loggingIdentity例子中，我們想訪問arg的length屬性，但是編譯器并不能證明每種類型都有length屬性，所以就報錯了。

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

相比于操作any所有類型，我們想要限制函數(shù)去處理任意帶有.length屬性的所有類型。 只要傳入的類型有這個屬性，我們就允許，就是說至少包含這一屬性。 為此，我們需要列出對于T的約束要求。

為此，我們定義一個接口來描述約束條件。 創(chuàng)建一個包含.length屬性的接口，使用這個接口和extends關(guān)鍵字還實現(xiàn)約束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
    return arg;
}

現(xiàn)在這個泛型函數(shù)被定義了約束，因此它不再是適用于任意類型：

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

我們需要傳入符合約束類型的值，必須包含必須的屬性：

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

在泛型約束中使用類型參數(shù)

你可以聲明一個類型參數(shù)，且它被另一個類型參數(shù)所約束。比如，

function find<T, U extends Findable<T>>(n: T, s: U) {
  // ...
}
find (giraffe, myAnimals);

在泛型里使用類類型

在TypeScript使用泛型創(chuàng)建工廠函數(shù)時，需要引用構(gòu)造函數(shù)的類類型。比如，

function create<T>(c: {new(): T; }): T {
    return new c();
}

一個更高級的例子，使用原型屬性推斷并約束構(gòu)造函數(shù)與類實例的關(guān)系。

class BeeKeeper {
    hasMask: boolean;
}

class ZooKeeper {
    nametag: string;
}

class Animal {
    numLegs: number;
}

class Bee extends Animal {
    keeper: BeeKeeper;
}

class Lion extends Animal {
    keeper: ZooKeeper;
}

function findKeeper<A extends Animal, K> (a: {new(): A;
    prototype: {keeper: K}}): K {

    return a.prototype.keeper;
}

findKeeper(Lion).nametag;  // typechecks!