文章目录

  • ​​6、类与接口​​
  • ​​类实现接口​​
  • ​​接口继承接口​​
  • ​​接口继承类​​
  • ​​7、泛型​​
  • ​​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;
}