TypeScript 高级类型
高级类型
class 类
TypeScript 全面支持 ES2015 中引入的 class 关键字,并为其添加了类型注解和其他语法(比如,可见性修饰符等)。
class 基本使用,如下:
class Person {}const p: Person;
const p = new Person();解释:
- 根据 TS 中的类型推论,可以知道
Person类的实例对象p的类型是Person。 - TS 中的
class,不仅提供了 class 的语法功能,也作为一种类型存在。
实例属性初始化:
class Person {
age: number;
gender = "男";
}解释:
- 声明成员
age,类型为number(没有初始值)。 - 声明成员
gender,并设置初始值,此时,可省略类型注解(TS 类型推论为string类型)。
构造函数:
class Person {
age: number;
gender: string;
constructor(age: number, gender: string) {
this.age = age;
this.gender = gender;
}
}解释:
- 成员初始化(比如,
age: number)后,才可以通过this.age来访问实例成员。 - 需要为构造函数指定类型注解,否则会被隐式推断为
any;构造函数不需要返回值类型。
实例方法:
class Point {
x = 10;
y = 10;
scale(n: number): void {
this.x *= n;
this.y *= n;
}
}解释: 方法的类型注解(参数和返回值)与函数用法相同。
ts的继承和实现
类继承的两种方式:
extends(继承父类)implements(实现接口)
说明:JS 中只有 extends,而 implements 是 TS 提供的。
class Animal {
move() {
console.log("Moving along!");
}
}
class Dog extends Animal {
bark() {
console.log("汪!");
}
}
const dog = new Dog();解释:
- 通过
extends关键字实现继承。 - 子类
Dog继承父类Animal,则Dog的实例对象dog就同时具有了父类Animal和子类Dog的所有属性和方法。
interface Singable {
sing(): void;
}
class Person implements Singable {
sing() {
console.log("你是我的小呀小苹果儿");
}
}解释:
- 通过
implements关键字让 class 实现接口。 Person类实现接口Singable意味着,Person类必须提供Singable接口中指定的所有方法和属性。
可见性修饰符
类成员可见性:可以使用 TS 来控制 class 的方法或属性对于 class 外的代码是否可见。
可见性修饰符包括:
public(公有的)protected(受保护的)private(私有的)
| 修饰符 | 可见范围 |
|---|---|
public | 所有地方(默认) |
protected | 当前类、子类内部(可通过 this 访问),但不能通过实例访问 |
private | 仅限当前类内部(子类和实例均无法访问) |
public:表示公有的、公开的,公有成员可以被任何地方访问,默认可见性。
class Animal {
public move() {
console.log("Moving along!");
}
}解释:
- 在类属性或方法前面添加
public关键字,来修饰该属性或方法是共有的。 - 因为
public是默认可见性,所以可以直接省略。
protected:表示受保护的,仅对其声明所在类和子类中(非实例对象)可见。
class Animal {
protected move() {
console.log("Moving along!");
}
}
class Dog extends Animal {
bark() {
console.log("汪!");
this.move();
}
}解释:
- 在类属性或方法前面添加
protected关键字,来修饰该属性或方法是受保护的。 - 在子类的方法内部可以通过
this来访问父类中受保护的成员,但是,对实例不可见!
⚠️ 示例说明:
dog.move()会报错,因为move是protected,不能通过实例直接调用。
private:表示私有的,只在当前类中可见,对实例对象以及子类也是不可见的。
class Animal {
private move() {
console.log("Moving along!");
}
walk() {
this.move();
}
}解释:
- 在类属性或方法前面添加
private关键字,来修饰该属性或方法是私有的。 - 私有的属性或方法只在当前类中可见,对子类和实例对象也都是不可见的!
⚠️ 示例说明:
dog.move()和Dog类内部调用this.move()都会报错,因为move是private。
只读修饰符
除了可见性修饰符之外,还有一个常见修饰符就是:readonly(只读修饰符)。
readonly:表示只读,用来防止在构造函数之外对属性进行赋值。
class Person {
readonly age: number = 18;
constructor(age: number) {
this.age = age;
}
}解释:
- 使用
readonly关键字修饰该属性是只读的,注意只能修饰属性不能修饰方法。 - 注意:属性
age后面的类型注解(比如,此处的number)如果不加,则age的类型为18(字面量类型)。 - 接口或者
{}表示的对象类型,也可以使用readonly。
类型兼容性
两种类型系统:
- Structural Type System(结构化类型系统)
- Nominal Type System(标明类型系统)
TS 采用的是结构化类型系统,也叫做 duck typing(鸭子类型),类型检查关注的是值所具有的形状。
也就是说,在结构类型系统中,如果两个对象具有相同的形状,则认为它们属于同一类型。
class Point {
x: number;
y: number;
}
class Point2D {
x: number;
y: number;
}
const p: Point = new Point2D();解释:
Point和Point2D是两个名称不同的类。- 变量
p的类型被显示标注为Point类型,但是,它的值却是Point2D的实例,并且没有类型错误。 - 因为 TS 是结构化类型系统,只检查
Point和Point2D的结构是否相同(相同,都具有x和y两个属性,属性类型也相同)。 - 但是,如果在 Nominal Type System 中(比如,C#、Java 等),它们是不同的类,类型无法兼容。
注意:在结构化类型系统中,如果两个对象具有相同的形状,则认为它们属于同一类型,这种说法并不准确。
更准确的说法:对于对象类型来说,y 的成员至少与 x 相同,则 x 兼容 y(成员多的可以赋值给少的)。
class Point {
x: number;
y: number;
}
class Point3D {
x: number;
y: number;
z: number;
}
const p: Point = new Point3D();解释:
Point3D的成员至少与Point相同,则Point兼容Point3D。- 所以,成员多的
Point3D可以赋值给成员少的Point。
✅ 示例说明:
Point3D包含了x、y、z,而Point只需要x和y,因此Point3D实例可以赋值给Point类型变量。
除了 class 之外,TS 中的其他类型也存在相互兼容的情况,包括:
- 接口兼容性
- 函数兼容性等。
- 接口之间的兼容性,类似于 class。并且,class 和 interface 之间也可以兼容。
interface Point {
x: number;
y: number;
}
interface Point2D {
x: number;
y: number;
}
let p1: Point;
let p2: Point2D = p1;
interface Point3D {
x: number;
y: number;
z: number;
}
let p3: Point3D;
p2 = p3;
class Point3D {
x: number;
y: number;
z: number;
}
let p3: Point2D = new Point3D();函数间的类型兼容性
函数之间兼容性比较复杂,需要考虑:
- 参数个数
- 参数类型
- 返回值类型。
参数个数
参数个数:参数多的兼容参数少的(或者说,参数少的可以赋值给参数多的)。
type F1 = (a: number) => void;
type F2 = (a: number, b: number) => void;
let f1: F1;
let f2: F2 = f1;const arr = ["a", "b", "c"];
arr.forEach(() => {});
arr.forEach((item) => {});解释:
- 参数少的可以赋值给参数多的,所以
f1可以赋值给f2。 - 数组
forEach方法的第一个参数是回调函数,该示例中类型为:(value: string, index: number, array: string[]) => void。 - 在 JS 中省略用不到的函数参数实际上是很常见的,这样的使用方式,促成了 TS 中函数类型之间的兼容性。
- 并且因为回调函数是有类型的,所以 TS 会自动推导出参数
item、index、array的类型。
参数类型
参数类型:相同位置的参数类型要相同(原始类型)或兼容(对象类型)。
type F1 = (a: number) => string;
type F2 = (a: number) => string;
let f1: F1;
let f2: F2 = f1;解释:
函数类型 F2 兼容函数类型 F1,因为 F1 和 F2 的第一个参数类型相同。
✅ 当参数类型为原始类型(如
number、string)时,必须完全一致才能兼容。
interface Point2D {
x: number;
y: number;
}
interface Point3D {
x: number;
y: number;
z: number;
}
type F2 = (p: Point2D) => void;
type F3 = (p: Point3D) => void;
let f2: F2;
let f3: F3 = f2;
f2 = f3;⚠️ 最后一行
f2 = f3会报错!
解释:
- 注意:此处与前面讲到的接口兼容性冲突。
- 技巧:将对象拆开,把每个属性看做一个参数,则,参数少的(
f2)可以赋值给参数多的(f3)。- 因为
Point3D包含了Point2D的所有成员,所以Point3D类型可以赋值给Point2D类型。 - 但反过来不行:
f3是(p: Point3D),而f2要求的是(p: Point2D),不能保证z被正确处理 → 所以f2 = f3不合法。
- 因为
返回值类型
返回值类型:只关注返回值类型本身即可。
type F5 = () => string;
type F6 = () => string;
let f5: F5;
let f6: F6 = f5;type F7 = () => { name: string };
type F8 = () => { name: string; age: number };
let f7: F7;
let f8: F8;
f7 = f8;解释:
- 如果返回值类型是原始类型,此时两个类型要相同,比如左侧类型
F5和F6。 - 如果返回值类型是对象类型,此时成员多的可以赋值给成员少的,比如右侧类型
F7和F8。- 因为
F8返回的对象包含name和age,而F7只需要name,所以f8可以赋值给f7。
- 因为
✅ 结论:
- 函数返回值类型兼容规则与对象类型兼容规则一致:
成员多的返回值可以赋值给成员少的返回值类型(即“宽泛兼容”)。
交叉类型
交叉类型(&):功能类似于接口继承(extends),用于组合多个类型为一个类型(常用于对象类型)。
比如,
interface Person {
name: string;
}
interface Contact {
phone: string;
}
type PersonDetail = Person & Contact;
let obj: PersonDetail = {
name: "jack",
phone: "133...",
};解释:使用交叉类型后,新的类型 PersonDetail 就同时具备了 Person 和 Contact 的所有属性类型。
相当于,
type PersonDetail = { name: string; phone: string };✅ 说明:交叉类型将多个类型“合并”成一个新的类型,要求对象必须满足所有参与类型的约束。
& 和 extends的对比
- 相同点:都可以实现对象类型的组合。
- 不同点:两种方式实现类型组合时,对于同名属性之间,处理类型冲突的方式不同。
- 接口继承(extends)
interface A {
fn: (value: number) => string;
}
interface B extends A {
fn: (value: string) => string;
}❌ 报错!因为
B继承A时,重写了fn方法,但参数类型不兼容(numbervsstring),导致类型冲突。
- 交叉类型(&)
interface A {
fn: (value: number) => string;
}
interface B {
fn: (value: string) => string;
}
type C = A & B;✅ 没有错误。可以理解为:
tsfn: (value: string | number) => string;
泛型
泛型介绍
泛型是在保证类型安全的前提下,让函数等与多种类型一起工作,从而实现复用,常用于:函数、接口、class 中。
需求:创建一个 id 函数,传入什么数据就返回该数据本身 (也就是说,参数和返回值类型相同)
function id(value: number): number {
return value;
}比如,
id(10)调用以上函数就会直接返回 10 本身。但是,该函数只接收数值类型,无法用于其他类型。
为了能让函数能够接受任意类型,可以将参数类型修改为 any。但是,这样就失去了 TS 的类型保护,类型不安全。
function id(value: any): any {
return value;
}泛型在保证类型安全(不丢失类型信息)的同时,可以让函数与多种不同的类型一起工作,灵活可复用。
实际上,在 C# 和 Java 等编程语言中,泛型都是用来实现可复用组件功能的主要工具之一。
function id<T>(value: T): T {
return value;
}范型的基本使用
创建泛型函数:
function id<Type>(value: Type): Type {
return value;
}解释:
- 语法:在函数名称的后面添加
<>(尖括号),尖括号中添加类型变量,比如此处的Type。 - 类型变量
Type,是一种特殊类型的变量,它处理类型而不是值。 - 该类型变量相当于一个类型容器,能够捕获用户提供的类型(具体是什么类型由用户调用该函数时指定)。
- 因为
Type是类型,因此可以将其作为函数参数和返回值的类型,表示参数和返回值具有相同的类型。 - 类型变量
Type,可以是任意合法的变量名称。
调用泛型函数:
function id<Type>(value: Type): Type {
return value;
}调用示例:
const num: number;
const num = id<number>(10);const str: string;
const str = id<string>("a");解释:
- 语法:在函数名称的后面添加
<>()(尖括号),尖括号中指定具体的类型,比如此处的number或string。 - 当传入类型
number后,这个类型就会被函数声明时指定的类型变量Type捕获到。 - 此时,
Type的类型就是number,所以函数id参数和返回值的类型也都是number。同样,如果传入类型string,函数id参数和返回值的类型就都是string。
简化泛型函数的调用
简化调用泛型函数:
function id<Type>(value: Type): Type {
return value;
}示例对比:
let num: number;
let num = id<number>(10);→
let num: number;
let num = id(10);解释:
- 在调用泛型函数时,可以省略
<类型>来简化泛型函数的调用。 - 此时,TS 内部会采用一种叫类型参数推断的机制,来根据传入的实参自动推断出类型变量
Type的类型。 - 比如,传入实参
10,TS 会自动推断出变量num的类型是number,并作为Type的类型。
✅ 推荐:使用这种简化的方式调用泛型函数,使代码更短,更易于阅读。
当编译器无法推断类型,或者推断的类型不准确时,就需要显式地传入类型参数。
泛型约束
添加泛型约束以收缩类型,主要有以下两种方式:
- 指定更加具体的类型
- 添加约束
方式 1:指定更加具体的类型
function id<Type>(value: Type[]): Type[] {
console.log(value.length);
return value;
}✅ 解释:比如,将类型修改为
Type[](Type 类型的数组),因为只要是数组就一定存在length属性,因此就可以访问了。
方式 2:添加约束
interface ILength {
length: number;
}
function id<Type extends ILength>(value: Type): Type {
console.log(value.length);
return value;
}解释:
- 创建描述约束的接口
ILength,该接口要求提供length属性。 - 通过
extends关键字使用该接口,为泛型(类型变量)添加约束。 - 该约束表示:传入的类型必须具有
length属性。
注意: 传入的实参(比如数组)只要具有
length属性即可,这也符合前面讲到的接口的类型兼容性。
✅ 示例:
tsid([1, 2, 3]); // ✅ 可以 id({ length: 5 }); // ✅ 可以(只要满足接口) id("hello"); // ❌ 报错!字符串没有 length?不,有!但需要看是否被正确识别。实际上,字符串也有
length属性,所以id('hello')是合法的,因为'hello'兼容ILength接口。
泛型的类型变量可以有多个,并且类型变量之间还可以约束(比如,第二个类型变量受第一个类型变量约束)。
示例:创建一个函数来获取对象中属性的值
function getProp<Type, Key extends keyof Type>(obj: Type, key: Key) {
return obj[key];
}
let person = { name: "jack", age: 18 };
getProp(person, "name");解释:
- 添加了第二个类型变量
Key,两个类型变量之间使用,(逗号)分隔。 keyof关键字接收一个对象类型,生成其键名称(可能是字符串或数字)的联合类型。- 本示例中
keyof Type实际上获取的是person对象所有键的联合类型,也就是:'name' | 'age'。 - 类型变量
Key受Type约束,可以理解为:Key只能是Type所有键中的任意一个,或者说只能访问对象中存在的属性。
泛型接口
泛型接口:接口也可以配合泛型来使用,以增加其灵活性,增强其复用性。
示例代码:
interface IdFunc<Type> {
id: (value: Type) => Type;
ids: () => Type[];
}let obj: IdFunc<number> = {
id(value) {
return value;
},
ids() {
return [1, 3, 5];
},
};解释:
- 在接口名称的后面添加
<类型变量>,那么,这个接口就变成了泛型接口。 - 接口的类型变量,对接口中所有其他成员可见,也就是接口中所有成员都可以使用类型变量。
- 使用泛型接口时,需要显式指定具体的类型(比如,此处的
IdFunc<number>)。 - 此时,
id方法的参数和返回值类型都是number;ids方法的返回值类型是number[]。
实际上,JS 中的数组在 TS 中就是一个泛型接口。
示例代码:
const strs = ['a', 'b', 'c']
strs.forEach
// 显示:
Array<string>.forEach(callbackfn: (value: string, index: number, array: string[]) => void, thisArg?: any): voidconst nums = [1, 3, 5]
nums.forEach
// 显示:
Array<number>.forEach(callbackfn: (value: number, index: number, array: number[]) => void, thisArg?: any): void解释: 当我们在使用数组时,TS 会根据数组的不同类型,自动将类型变量设置为相应的类型。
技巧提示: 可以通过 Ctrl + 鼠标左键(Mac: Option + 鼠标左键)来查看具体的类型信息。
泛型类
创建泛型类
class GenericNumber<NumType> {
defaultValue: NumType;
add: (x: NumType, y: NumType) => NumType;
}解释:
- 类似于泛型接口,在
class名称后面添加<类型变量>,这个类就变成了泛型类。 - 此处的
add方法,采用的是箭头函数形式的类型书写方式。
实例化泛型类:
const myNum = new GenericNumber<number>();
myNum.defaultValue = 10;说明: 类似于泛型接口,在创建 class 实例时,在类名后面通过 <类型> 来指定明确的类型。
泛型工具类型
泛型工具类型:TS 内置了一些常用的工具类型,来简化 TS 中的一些常见操作。
说明:
它们都是基于泛型实现的(泛型适用于多种类型,更加通用),并且是内置的,可以直接在代码中使用。
这些工具类型有很多,主要学习以下几个:
Partial<Type>Readonly<Type>Pick<Type, Keys>Record<Keys, Type>
Partial
泛型工具类型 - Partial<Type> 用来构造(创建)一个类型,将 Type 的所有属性设置为可选。
示例代码:
interface Props {
id: string;
children: number[];
}
type PartialProps = Partial<Props>;解释:
构造出来的新类型 PartialProps 结构和 Props 相同,但所有属性都变为可选的。
✅ 等价于:
tsinterface PartialProps { id?: string; children?: number[]; }
Readonly
泛型工具类型 - Readonly<Type> 用来构造一个类型,将 Type 的所有属性都设置为 readonly(只读)。
示例代码:
interface Props {
id: string;
children: number[];
}
type ReadonlyProps = Readonly<Props>;
let props: ReadonlyProps = { id: "1", children: [] };
props.id = "2"; // ❌ 报错!无法分配到 "id",因为它是只读属性。解释:
构造出来的新类型 ReadonlyProps 结构和 Props 相同,但所有属性都变为只读的。
⚠️ 尝试修改
props.id会报错,因为Readonly禁止重新赋值。
Pick
泛型工具类型 - Pick<Type, Keys> 从 Type 中选择一组属性来构造新类型。
示例代码:
interface Props {
id: string;
title: string;
children: number[];
}
type PickProps = Pick<Props, "id" | "title">;解释:
Pick工具类型有两个类型变量:- 第一个表示“选择谁的属性”
- 第二个表示“选择哪几个属性”
其中第二个类型变量,如果只选择一个,则只传入该属性名即可。
第二个类型变量传入的属性只能是第一个类型变量中存在的属性。
构造出来的新类型
PickProps,只有id和title两个属性类型。
✅ 等价于:
tsinterface PickProps { id: string; title: string; }
Record
泛型工具类型 - Record<Keys, Type> 构造一个对象类型,属性键为 Keys,属性类型为 Type。
示例代码:
type RecordObj = Record<"a" | "b" | "c", string[]>;
let obj: RecordObj = {
a: ["1"],
b: ["2"],
c: ["3"],
};解释:
Record工具类型有两个类型变量:- 第一个表示“对象有哪些属性”(键的联合类型)
- 第二个表示“对象属性的类型”
构建的新对象类型
RecordObj表示:这个对象有三个属性分别为a/b/c,属性值的类型都是string[]。
✅
Record常用于定义固定键名的对象结构,如配置项、状态映射等。
索引签名类型
绝大多数情况下,我们都可以在使用对象前就确定对象的结构,并为对象添加准确的类型。
使用场景:当无法确定对象中有哪些属性(或者说对象中可以出现任意多个属性),此时,就用到索引签名类型了。
示例代码:
interface AnyObject {
[key: string]: number;
}let obj: AnyObject = {
a: 1,
b: 2,
};解释:
- 使用
[key: string]来约束该接口中允许出现的属性名称。表示只要是string类型的属性名称,都可以出现在对象中。 - 这样,对象
obj就可以出现任意多个属性(比如,a、b 等)。 key只是一个占位符,可以换成任意合法的变量名称。- 隐藏的前置知识:JS 中对象
{}的键是string类型的。
✅ 说明:
索引签名允许你定义一个“动态属性”的接口,适用于键名不确定但值类型固定的场景。
在 JS 中数组是一类特殊的对象,特殊在数组的键(索引)是数值类型。
并且,数组也可以出现任意多个元素。所以,在数组对应的泛型接口中,也用到了索引签名类型。
示例代码:
interface MyArray<T> {
[n: number]: T;
}
let arr: MyArray<number> = [1, 3, 5];解释:
MyArray接口模拟原生的数组接口,并使用[n: number]作为索引签名类型。- 该索引签名类型表示:只要是
number类型的键(索引)都可以出现在数组中,或者说数组中可以有任意多个元素。 - 同时也符合数组索引是
number类型这一前提。
✅ 说明:
数组的本质是“以数字为键的对象”,因此 TypeScript 用[n: number]: T来模拟其行为。
映射类型
映射类型:基于旧类型创建新类型(对象类型),减少重复、提升开发效率。
比如,类型 PropKeys 有 x/y/z,另一个类型 Type1 中也有 x/y/z,并且 Type1 中 x/y/z 的类型相同:
示例代码:
type PropKeys = "x" | "y" | "z";
type Type1 = { x: number; y: number; z: number };这样书写没错,但 x/y/z 重复书写了两次。像这种情况,就可以使用映射类型来进行简化。
简化写法:
type PropKeys = "x" | "y" | "z";
type Type2 = { [Key in PropKeys]: number };解释:
- 映射类型是基于索引签名类型的,所以该语法类似于索引签名类型,也使用了
[]。 Key in PropKeys表示Key可以是PropKeys联合类型中的任意一个,类似于for (let k in obj)。- 使用映射类型创建的新对象类型
Type2和类型Type1结构完全相同。 - 注意:映射类型只能在类型别名中使用,不能在接口中使用。
映射类型除了根据联合类型创建新类型外,还可以根据对象类型来创建:
示例代码:
type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
type Type3 = { [key in keyof Props]: number };解释:
- 首先,先执行
keyof Props获取到对象类型Props中所有键的联合类型,即'a' | 'b' | 'c'。 - 然后,
key in ...就表示key可以是Props中所有的键名称中的任意一个。
泛型工具类型Partial
实际上,前面讲到的泛型工具类型(比如
Partial<Type>)都是基于映射类型实现的。比如,
Partial<Type>的实现:
示例代码:
type Partial<T> = {
[P in keyof T]?: T[P];
};type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
type PartialProps = Partial<Props>;解释:
keyof T即keyof Props表示获取Props的所有键,也就是'a' | 'b' | 'c'。- 在
[ ]后面添加?(问号),表示将这些属性变为可选的,以此来实现Partial的功能。 - 冒号后面的
T[P]表示获取T中每个键对应的类型。例如:- 如果是
'a',则类型是number - 如果是
'b',则类型是string - 如果是
'c',则类型是boolean
- 如果是
- 最终,新类型
PartialProps和旧类型Props结构完全相同,只是让所有属性都变为可选了。
索引查询类型
刚刚用到的
T[P]语法,在 TS 中叫做索引查询(访问)类型。作用:用来查询属性的类型。
示例代码:
type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
type TypeA = Props["a"];解释:Props['a'] 表示查询类型 Props 中属性 'a' 对应的类型 number。所以,TypeA 的类型为 number。
✅ 注意:
[]中的属性必须存在于被查询类型中,否则就会报错。- 这是一种类型查询,不是运行时操作,只在编译期生效。
索引查询类型的其他使用方式:同时查询多个索引的类型
示例代码 1:
type Props = { a: number; b: string; c: boolean };
type TypeA = Props["a" | "b"]; // string | number解释:
使用字符串字面量的联合类型,获取属性 a 和 b 对应的类型,结果为:string | number。
示例代码 2:
type TypeA = Props[keyof Props]; // string | number | boolean解释:
使用 keyof 操作符获取 Props 中所有键对应的类型,结果为:string | number | boolean。