前言：

我在面試的時候，通常喜歡問候選人一些莫名其妙的問題。比如這樣的問題，假如你是某個庫的作者，你如何實現(xiàn)某個功能。這類問題一般沒有正確的答案，主要意圖是考察一下候選人對這個庫有沒有更深入的理解，次要意圖是覺得這樣挺好玩。玩歸玩，但該嚴肅的時候也要嚴肅起來。有一次，我面試到一位用過TypeScript的同學，這讓人眼前一亮（從我的經(jīng)驗看，國內(nèi)偶爾有大廠會用，小廠基本沒有）。隨后，我問了句，你是怎么理解泛型的呢？問了之后，我就后悔了，因為我也不知道答案。但隨后的答案讓我沒有后悔，因為候選人回了我一句，我不知道什么是泛型……

這件事對候選人的影響可大可小，但對我的影響挺大的。它致使我一定要寫出一篇關于泛型的文章。但自從種下這個種子后，我就開始后悔了。因為越接觸TS中的泛型，越覺得這個題材沒什么好寫的。一來呢，TS中的泛型猶如空氣，經(jīng)常使用卻難以描述。二者呢，它太過寬泛，難以面面俱到。

今天的這篇文章將不同于這個系列的以往。這篇文章將從C++模版要解決的問題出發(fā)，引出TS泛型要解決的問題，并簡答介紹一些稍微高級的使用場景。

一、模版

說起泛型，不得不提一下泛型的鼻祖，模版。C++中的模版以燒腦殼和強大著稱，并被各類大牛津津樂道多年。就現(xiàn)在而言，Java、.NET或TS中的泛型都可以被認為是實現(xiàn)了C++模版的子集。對于子集的說法，我不敢茍同。因為就存在的目的而言，TS和C++模版完全不一樣。

C++模版的出現(xiàn)是為了產(chǎn)生類型安全的通用容器。我們先來說一下通用容器，比如我寫了個鏈表或者數(shù)組，這個數(shù)據(jù)結構不太關心存在里面的具體數(shù)據(jù)是什么類型，它都可以實現(xiàn)對應的操作。但js本身不關注類型和大小，所以js中的數(shù)組本來就是通用容器。對于TS而言，泛型的出現(xiàn)就可以解決這個問題。另一個值得對比的是產(chǎn)生，C++模版最終產(chǎn)出的是對應的類或函數(shù)，但對于TS而言，TS無法產(chǎn)生任何東西。有的同學可能要問了，TS不是最終產(chǎn)生JS代碼嗎？這樣說有點不嚴謹，因為TS最終是分離出了JS代碼，而沒有對原有邏輯做任何處理。

C++模版的另一個目的就是元編程。這個元編程相當?shù)貜姶?，它主要通過編譯時的程序設計構造來優(yōu)化程序的執(zhí)行。就TS而言，目前它只做了一處類似的優(yōu)化，就是const enum可以內(nèi)聯(lián)在執(zhí)行的地方，僅此而已。關于這類優(yōu)化，上篇結束的位置也提到了基于類型推導的優(yōu)化，但目前而言，TS還沒有這個功能。倘若這類簡單的優(yōu)化都不支持，那對于更為復雜的元編程而言，就更不可能了（元編程需要對泛型參數(shù)進行邏輯推導，并最終內(nèi)聯(lián)到使用到的地方）。

關于C++模版，就說這么多吧，畢竟這不是一篇關于模版元編程的文章，而且我也不是專家，更多關于模版的問題，可以去問問輪子哥。說這么多模版，主要還是想說，TS中的泛型和模版是非常不一樣的！如果你是從C++或Java轉(zhuǎn)來做前端，仍然需要重新認識一下TS中的泛型。

二、泛型

我認為TS中的泛型主要有3個主要用途：

• 聲明泛型容器或組件。比如：各種容器類Map、Array、Set等；各種組件，比如React.Component。
• 對類型進行約束。比如：使用extends約束傳入?yún)?shù)符合某種特定結構。
• 生成新的類型
  

關于第二、三點，因為之前文章已經(jīng)很清楚地提到過，這里不再贅述。關于第一點，我這里舉兩個例子：

第一個例子是關于泛型容器，假如我想實現(xiàn)一個簡單的泛型鏈表，代碼如下：

class LinkedList<T> { // 泛型類
  value: T;
  next?: LinkedList<T>; // 可以使用自身進行類型聲明
  constructor(value: T, next?: LinkedList<T>) {
    this.value = value;
    this.next = next;
  }
  log() {
    if (this.next) {
      this.next.log();
    }
    console.log(this.value);
  }
}
let list: LinkedList<number>; // 泛型特化為number
[1, 2, 3].forEach(value => {
  list = new LinkedList(value, list);
});
list.log(); // 1 2 3

第二個是泛型組件，假如我想實現(xiàn)一個通用的表單組件，可以這樣寫：

function Form<T extends { [key: string]: any }>({ data }: { data: T }) {
  return (
    <form>
      {data.map((value, key) => <input name={key} value={value} />)}
    </form>
  )
}

這個例子不止演示了泛型組件，也演示了如何使用extends定義泛型約束。現(xiàn)實中的泛型表單組件可能比這個更為復雜，上面只是演示一下思路。

到此為止，TS的泛型就講完了！但這個文章還沒完，下面我們來看一下泛型的一些高級使用技巧。

三、泛型遞歸

遞歸簡單來說就是函數(shù)的輸出可以繼續(xù)作為輸入來進行邏輯演算的一類解決問題的思路。舉個簡單的例子，比如我們要算加法，定義了一個add函數(shù)，它只能求兩個數(shù)的和，但現(xiàn)在我們有1，2，3等三個數(shù)需要計算，那我們?nèi)绾斡矛F(xiàn)有的工具解決這個問題呢？答案很簡單，首先算add(1, 2)是3，然后add(3, 3)是6。這就是遞歸的思路。

在現(xiàn)實生活中，遞歸是如此的常見，以至于我們經(jīng)常忽略它的存在。程序的世界也是如此。這里舉個例子，并用這個例子來說明TS中的遞歸如何實現(xiàn)。比如，我現(xiàn)在有個泛型類型ReturnType<T>，它可以返回一個函數(shù)的返回類型。但我現(xiàn)在有個調(diào)用層級很深的函數(shù)，而且我不知道它的層級有多深，我該如何做呢？

思路一：

type DeepReturnType<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? DeepReturnType<ReturnType<T>> // 這里引用自身
  : ReturnType<T>;

上面代碼的說明：這里定義了一個DeepReturnType的泛型類型，類型約束為接受任意參數(shù)、返回任意類型的函數(shù)。若它的返回類型是個函數(shù)，則繼續(xù)用返回類型調(diào)用自身，否則返回函數(shù)的返回類型。

任何直觀、簡潔的方案背后都有一個但是。但是，這個是無法通過編譯的。主要原因是，TS暫時不支持。以后支不支持我不知道，但，官方給的理由很明確：

• 這個有著環(huán)形的意圖不可能構成對象圖，除非你以某種方式推遲（通過惰性或狀態(tài)）。
• 真的沒有辦法知道類型推導是否結束。
• 我們可以在編譯器中使用有限類型的遞歸，但問題不在于類型是否終止，而是計算密集程度和內(nèi)存分配律如何。
• 一個元問題：我們是否希望人們編寫這樣的代碼？這種使用場景是存在的，但這樣實現(xiàn)的類型不一定適合庫的消費者。
• 結論：我們還沒有為這種件事做好準備。
  

所以，我們該如何實現(xiàn)這類需求呢？方法是有的，如官方給出的思路，我們可以使用有限次數(shù)的遞歸。下面給出我的思路：

// 兩層泛型類型
type ReturnType1<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
// 三層泛型類型
type ReturnType2<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType1<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
// 四層泛型類型，可以滿足絕大多數(shù)情況
type DeepReturnType<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType2<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
  
// 測試
const deep3Fn = () => () => () => () => "flag is win" as const; // 四層函數(shù)
type Returned = DeepReturnType<typeof deep3Fn>; // type Returned = "flag is win"
const deep1Fn = () => "flag is win" as const; // 一層函數(shù)
type Returned = DeepReturnType<typeof deep1Fn>; // type Returned = "flag is win"

這種技巧可以推廣到定義深層結構的Exclude、Optional或Required等等。

四、默認泛型參數(shù)

有時候我們很喜歡泛型，但有時候我們又不希望類或函數(shù)的消費者每次都指定泛型的類型，這時候，我們可以使用默認的泛型參數(shù)。這個在很多第三方庫中廣泛使用，比如：

// 接收P S C的泛型組件
class Component<P,S,C> {
  props: P;
  state: S;
  context:C
  ....
}
// 需要這樣使用
class MyComponent extends Component<{}, {}, {}>{}
​
// 但如果我的組件是個很純粹的組件，并不需要props、state和context呢
// 可以這樣定義
class Component<P = {}, S = {}, C = {}> {
  props: P;
  state: S;
  context:C
  ....
}
// 然后可以這么使用
class MyComponent extends Component {}

我覺得這個特性非常實用，它以一種js中很自然的方式實現(xiàn)了C++模版中的partial instantiation。

五、泛型重載

泛型重載在官方文檔上提過幾嘴，這種重載依賴于函數(shù)重載的一些機制，因此，我們先來看一下TS中的函數(shù)重載吧。這里，我用lodash里面的map函數(shù)來舉例。map函數(shù)的第二個參數(shù)可以接受一個string或是function，比如官網(wǎng)的例子：

const square = (n) => n * n;
​
// 接收函數(shù)的map
map({ 'a': 4, 'b': 8 }, square);
// => [16, 64] (iteration order is not guaranteed)
 
const users = [
  { 'user': 'barney' },
  { 'user': 'fred' }
];
​
// 接收string的map
map(users, 'user');
// => ['barney', 'fred']

那么，這樣的類型聲明如何在TS中表達呢？我可以使用函數(shù)重載，比如這樣：

// 這里只做演示，不保證正確性。真實場景下這里需要填充正確的類型，而不是any
interface MapFn {
  (obj: any, prop: string): any; // 當接收string時的情況，情景一
  (obj: any, fn: (value: any) => any): any; // 當接收函數(shù)時的情況，情景二
}
const map: MapFn = () => ({});
​
map(users, 'user'); // 重載情景一
map({ 'a': 4, 'b': 8 }, square); // 重載情景二

上面這段代碼使用了TS中比較奇特的一種機制，也就是函數(shù)、new等 類函數(shù)的定義可以寫在interface中。這個特性的出現(xiàn)主要是為了支持js中可調(diào)用的對象，比如，在jQuery中，我們可以直接執(zhí)行$("#banner-message")，或者調(diào)用其方法 $.ajax()。

當然，也可以使用另一種更為傳統(tǒng)的做法，比如下面這樣：

function map(obj: any, prop: string): any;
function map(obj: any, fn: (value: any) => any): any;
function map(obj, secondary): any {}

這里，基本講清楚了函數(shù)重載。推廣到泛型，基本上是一樣的。這里舉一個知友提的問題的例子，對于這個問題，這里不再贅述。解決思路大概是這樣的：

interface FN {
  (obj: { value: string; onChange: () => {} }): void;
  <T extends {[P in keyof T]: never}>(obj: T): void;
  //  ，對于obj的類型T而言，它始終不接收其它的key。
}
​
const fn: FN = () => {};
​
fn({}); // 正確
fn({ value: "Hi" }); // 錯誤
fn({ onChange: () => {} }); // 錯誤
fn({ value: "Hi", onChange: () => ({}) }); // 正確

對于React生態(tài)，這里有一個比較值得閱讀的泛型重載的實例，那就是connect函數(shù)，大家可以移步到它的源碼以便了解更多。

整體而言，我不太喜歡這篇文章。究其原因，TS中的泛型使用廣泛，因其設計初衷的原因，可玩性較差。但我對這種設計理念是支持的，首先，它能夠滿足我們定義類型的要求，其次，它做到了比C++模版更為簡單易用。

到此這篇關于關于C++ TpeScript系列的泛型的文章就介紹到這了,更多相關TypeScript泛型內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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