文章目录
- 类实现接口
- 接口继承接口
- 接口继承类
- 简单的例子
- 多个类型参数
- 泛型约束
- 泛型接口
- 泛型类
- 泛型参数的默认类型
6、类与接口
之前学习过,接口(Interfaces)可以用于对「对象的形状(Shape)」进行描述。
这一章主要介绍接口的另一个用途,对类的一部分行为进行抽象。
类实现接口
这不是 Java ?难道这是C++?
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:
我真的是在学 Java !
interface Alarm {
alert(): void;
}
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(): void;
}
interface Light {
lightOn(): void;
lightOff(): void;
}
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。
接口继承接口
接口与接口之间可以是继承关系:
interface Alarm {
alert(): void;
}
interface LightableAlarm extends Alarm {
lightOn(): void;
lightOff(): void;
}
这很好理解,LightableAlarm
继承了 Alarm
,除了拥有 alert
方法之外,还拥有两个新方法 lightOn
和 lightOff
。
接口继承类
骚操作啊!
常见的面向对象语言中,接口是不能继承类的,但是在 TypeScript 中却是可以的:
class Point {
x: number;
y: number;
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
interface Point3d extends Point {
z: number;
}
let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};
为什么 TypeScript 会支持接口继承类呢?
实际上,当我们在声明 class Point
时,除了会创建一个名为 Point
的类之外,同时也创建了一个名为 Point
的类型(实例的类型)。
所以我们既可以将 Point
当做一个类来用(使用 new Point
创建它的实例):
class Point {
x: number;
y: number;
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
const p = new Point(1, 2);
也可以将 Point
当做一个类型来用(使用 : Point
表示参数的类型):
class Point {
x: number;
y: number;
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
function printPoint(p: Point) {
console.log(p.x, p.y);
}
printPoint(new Point(1, 2));
这个例子实际上可以等价于:
class Point {
x: number;
y: number;
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
interface PointInstanceType {
x: number;
y: number;
}
function printPoint(p: PointInstanceType) {
console.log(p.x, p.y);
}
printPoint(new Point(1, 2));
上例中我们新声明的 PointInstanceType
类型,与声明 class Point
时创建的 Point
类型是等价的。
所以回到 Point3d
的例子中,我们就能很容易的理解为什么 TypeScript 会支持接口继承类了:
class Point {
x: number;
y: number;
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
interface PointInstanceType {
x: number;
y: number;
}
// 等价于 interface Point3d extends PointInstanceType
interface Point3d extends Point {
z: number;
}
let point3d: Point3d = {x: 1, y: 2, z: 3};
当我们声明 interface Point3d extends Point
时,Point3d
继承的实际上是类 Point
的实例的类型。
换句话说,可以理解为定义了一个接口 Point3d
继承另一个接口 PointInstanceType
。
所以「接口继承类」和「接口继承接口」没有什么本质的区别。
值得注意的是,PointInstanceType
相比于 Point
,缺少了 constructor
方法,这是因为声明 Point
类时创建的 Point
类型是不包含构造函数的。另外,除了构造函数是不包含的,静态属性或静态方法也是不包含的(实例的类型当然不应该包括构造函数、静态属性或静态方法)。
换句话说,声明 Point
类时创建的 Point
类型只包含其中的实例属性和实例方法:
class Point {
/** 静态属性,坐标系原点 */
static origin = new Point(0, 0);
/** 静态方法,计算与原点距离 */
static distanceToOrigin(p: Point) {
return Math.sqrt(p.x * p.x + p.y * p.y);
}
/** 实例属性,x 轴的值 */
x: number;
/** 实例属性,y 轴的值 */
y: number;
/** 构造函数 */
constructor(x: number, y: number) {
this.x = x;
this.y = y;
}
/** 实例方法,打印此点 */
printPoint() {
console.log(this.x, this.y);
}
}
interface PointInstanceType {
x: number;
y: number;
printPoint(): void;
}
let p1: Point;
let p2: PointInstanceType;
上例中最后的类型 Point
和类型 PointInstanceType
是等价的。
同样的,在接口继承类的时候,也只会继承它的实例属性和实例方法。
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。
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:
泛型:保证输入类型与输出类型一致!
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']
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:
这个就很不错!那么也就是一个函数返回多个值了!
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
真的是在学Java!
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。
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>;
}
// 注意这一行的不同!
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 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; };
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;
}