面试官:说说泛型和类型体操?

泛型和类型体操

泛型和类型体操(Type Gymnastics)是 TypeScript 中高级类型系统的重要组成部分。它们提供了强大的工具和技巧,用于处理复杂的类型操作和转换。

泛型(Generics)

1. 泛型函数

泛型函数允许我们在函数定义中使用类型参数,以便在函数调用时动态指定类型。例如:

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

let result = identity(42);  // result 的类型为 number

在上面的示例中,identity 函数使用类型参数 T,并返回与输入类型相同的值。通过显式传递泛型参数,我们可以确保在函数调用时指定了具体的类型。

2. 泛型接口

泛型接口允许我们在接口定义中使用类型参数,以便在实现该接口时指定具体的类型。例如:

interface Container {
  value: T;
}

let container: Container = { value: 42 };

在上面的示例中,我们定义了一个泛型接口 Container,它包含一个类型参数 T。通过指定 Container,我们创建了一个具体的实现,其中的 value 属性类型为 number

3. 泛型类

泛型类允许我们在类定义中使用类型参数,以便在创建类的实例时指定具体的类型。例如:

class Stack {
  private items: T[] = [];

  push(item: T) {
    this.items.push(item);
  }

  pop(): T | undefined {
    return this.items.pop();
  }
}

let stack = new Stack();
stack.push(1);
stack.push(2);
let item = stack.pop();  // item 的类型为 number | undefined

在上面的示例中,我们定义了一个泛型类 Stack,它使用类型参数 T 来表示堆栈中的元素类型。通过创建 Stack 的实例,我们限制了堆栈中的元素必须为 number 类型。

类型体操(Type Gymnastics)

1. 条件类型(Conditional Types)

条件类型允许我们根据输入类型的条件判断结果来选择不同的类型。条件类型的语法形式为:

T extends U ? X : Y

其中,T 是待检查的类型,U 是条件类型,X 是满足条件时返回的类型,Y 是不满足条件时返回的类型。

下面是一个使用条件类型的示例:

type Check = T extends string ? true : false;

type Result = Check;  // Result 的类型为 true

在上面的示例中,我们定义了一个条件

类型 Check,它接受一个类型参数 T。如果 Tstring 类型,那么 Check 的类型将是 true,否则为 false

2. keyof 操作符和索引访问类型

keyof 操作符用于获取类型的所有属性名,结合索引访问类型可以从一个类型中获取属性的具体类型。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

type PersonKeys = keyof Person;  // "name" | "age"
type PersonNameType = Person['name'];  // string

在上面的示例中,我们使用 keyof 操作符获取了 Person 接口的属性名集合,并通过索引访问类型获取了 Person 接口中 name 属性的类型。

3. infer 关键字

infer 关键字用于在条件类型中推断类型,并将其赋值给一个类型变量。

type ReturnType = T extends (...args: any[]) => infer R ? R : never;

function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

type AddReturnValue = ReturnType;  // 类型为 number

在上面的示例中,ReturnType 类型接受一个类型参数 T,并使用条件类型和 infer 关键字推断函数类型的返回类型。通过调用 ReturnType,我们推断出 add 函数的返回类型为 number

当涉及到泛型时,还有一些重要的概念和内置泛型函数可以深入分析。让我们继续探讨 extends 关键字、TS 官方内置的一些泛型函数以及它们的使用。

extends 关键字和类型约束

在泛型中,我们可以使用 extends 关键字来对泛型类型进行约束。这样可以确保传递给泛型的类型满足特定条件。

function printProperty(obj: T): void {
  console.log(obj.name);
}

printProperty({ name: 'John', age: 25 });  // 输出 'John'

在上面的示例中,printProperty 函数接受一个泛型参数 T,该参数必须满足一个约束条件:具有 name 属性,且 name 的类型为 string。通过使用 extends 关键字和类型约束,我们可以确保 obj 参数具有所需的属性和类型,从而避免出现错误。

泛型函数Util

TypeScript 提供了一些内置的泛型函数,这些函数被广泛用于处理各种类型操作。以下是一些常见的官方内置泛型函数:

Partial

Partial 是 TypeScript 中的一个内置泛型类型,它可以将给定类型 T 中的所有属性转换为可选属性。这对于创建部分完整的对象非常有用。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

type PartialPerson = Partial;

const partialPerson: PartialPerson = { name: 'John' };  // age 属性是可选的

在上面的示例中,PartialPerson 接口中的所有属性变为可选属性,从而创建了一个部分完整的 PartialPerson 类型。

Required

Required 是 TypeScript 中的另一个内置泛型类型,它可以将给定类型 T 中的所有可选属性转换为必需属性。这对于确保对象的完整性非常有用。

interface Person {
  name?: string;
  age?: number;
}

type RequiredPerson = Required;

const requiredPerson: RequiredPerson = { name: 'John', age: 25 };  // name 和 age 属性是必需的

在上面的示例中,RequiredPerson 接口中的所有可选属性变为必需属性,从而创建了一个要求完整性的 RequiredPerson 类型。

Pick

Pick 是 TypeScript 中的另一个内置泛型函数,它可以从给定类型 T 中选择指定的属性 K 组成一个新的类型。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

type NameAndAge = Pick;

const person: NameAndAge = { name:

 'John', age: 25 };  // 只包含 name 和 age 属性

在上面的示例中,PickPerson 接口中选择了 'name''age' 属性,创建了一个新的类型 NameAndAge

我们还可以结合泛型和内置泛型函数来实现更复杂的类型操作。以下是一个示例,展示了如何使用 Pick 和泛型来创建一个函数,该函数从给定对象中选择指定属性,并返回一个新的对象。

function pickProperties(obj: T, keys: K[]): Pick {
  const result: Partial = {};
  for (const key of keys) {
    result[key] = obj[key];
  }
  return result as Pick;
}

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

const person: Person = {
  name: 'John',
  age: 25,
  address: '123 Main St'
};

const nameAndAge = pickProperties(person, ['name', 'age']);  // 只包含 name 和 age 属性
console.log(nameAndAge);  // 输出: { name: 'John', age: 25 }

在上面的示例中,pickProperties 函数接受一个泛型参数 T 和一个属性数组 keys。通过使用 Pick,我们将从给定对象 obj 中选择指定的属性 keys,并创建一个新的对象。

这个例子结合了泛型、内置泛型函数 Pickkeyof 操作符和 extends 关键字,展示了如何在 TypeScript 中处理复杂的类型操作和转换。

当涉及到官方内置的泛型函数时,还有一些重要的函数值得分析。让我们继续探讨一些常用的官方内置泛型函数以及它们的使用。

Exclude

Exclude 是 TypeScript 中的一个内置泛型函数,用于从类型 T 中排除类型 U。它返回一个新类型,该新类型包含在 T 中存在但不在 U 中存在的成员类型。

type T = Exclude<"a" | "b" | "c", "a" | "b">;  // T 的类型为 "c"

在上面的示例中,Exclude<"a" | "b" | "c", "a" | "b"> 排除了类型 "a""b",返回类型为 "c"

Omit

Omit 是 TypeScript 中的另一个内置泛型函数,它返回一个新类型,该新类型排除了类型 T 中指定的属性 K

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

type PersonWithoutAddress = Omit;

在上面的示例中,Omit 返回了一个新类型 PersonWithoutAddress,该类型排除了 Person 接口中的 address 属性。

Readonly

Readonly 是 TypeScript 中的另一个内置泛型函数,它将类型 T 中的所有属性转换为只读属性。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

type ReadonlyPerson = Readonly;

在上面的示例中,ReadonlyPerson 接口中的所有属性变为只读属性,创建了一个新类型 ReadonlyPerson

总结

泛型和类型体操是 TypeScript 中强大的类型系统的关键组成部分。通过使用泛型,我们可以创建可重用、灵活和类型安全的代码。内置泛型函数提供了一些常用的类型转换工具,如 PartialRequiredPick,可以帮助我们更方便地处理类型操作。

通过结合泛型、extends 关键字、内置泛型函数和其他高级类型概念,我们能够在 TypeScript 中编写更复杂、类型安全的代码,并利用 TypeScript 的强大类型系统来提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

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