TypeScript Guidebook

TypeScript 完全知识体系

类型兼容性

类型兼容性用于确定一个类型是否能赋值给其他类型。

如 string 类型与 number 类型不兼容：

let str: string = 'Hello world!';
let num: number = 123;
str = num; // Error: 'number' 不能赋值给 'string'
num = str; // Error: 'string' 不能赋值给 'number'

安全性

TypeScript 类型系统设计比较方便，它允许你有一些不正确的行为。例如：任何类型都能被赋值给 any，这意味着告诉编译器你可以做任何你想做的事情：

const foo: any = 123;
foo = 'hello';
foo.toPrecision(3);

结构化

TypeScript 对象是一种结构类型，这意味着只要结构匹配，名称也就无关紧要了：

interface Point {
  x: number;
  y: number;
}
class Point2D {
  constructor(public x: number, public y: number) {}
}
let p: Point;
// ok, 因为是结构化的类型
p = new Point2D(1, 2);

这允许你动态创建对象（就好像你在 vanilla JS 中使用一样），并且它如果能被推断，该对象仍然具有安全性。

interface Point2D {
  x: number;
  y: number;
}
interface Point3D {
  x: number;
  y: number;
  z: number;
}
const point2D: Point2D = { x: 0, y: 10 };
const point3D: Point3D = { x: 0, y: 10, z: 20 };
function iTakePoint2D(point: Point2D) {
  /* do something */
}
iTakePoint2D(point2D); // ok, 完全匹配
iTakePoint2D(point3D); // 额外的信息，没关系
iTakePoint2D({ x: 0 }); // Error: 没有 'y'

变体

对类型兼容性来说，变体是一个利于理解和重要的概念。

对一个简单类型 Base 和 Child 来说，如果 Child 是 Base 的子类，Child 的实例能被赋值给 Base 类型的变量。

在由 Base 和 Child 组合的复杂类型的类型兼容性中，它取决于相同场景下的 Base 与 Child 的变体：

  • 协变（Covariant）：只在同一个方向
  • 逆变（Contravariant）：只在相反的方向
  • 双向协变（Bivariant）：包括同一个方向和不同方向
  • 不变（Invariant）：如果类型不完全相同，则它们是不兼容的

对于存在完全可变数据的健全的类型系统（如 JavaScript），Invariant 是一个唯一的有效的可选变量，但是如我们说讨论的，便利性迫使我们作出一些不是很安全的选择。

函数

当你在比较两个函数时，有一些你需要考虑的数据。

返回类型

协变（Covariant）：返回类型必须包含足够的数据。

interface Point2D {
  x: number;
  y: number;
}
interface Point3D {
  x: number;
  y: number;
  z: number;
}
let iMakePoint2D = (): Point2D => ({ x: 0, y: 0 });
let iMakePoint3D = (): Point3D => ({ x: 0, y: 0, z: 0 });
iMakePoint2D = iMakePoint3D;
iMakePoint3D = iMakePoint2D; // ERROR: Point2D 不能赋值给 Point3D

参数数量

更少的参数数量是好的（如：函数能够选择性地忽略一些多余的参数），但是你得保证有足够的参数被使用：

const foo = (x: (err: Error, data: any) => void) => {
  /* Do Something Else */
};
foo(() => null);
foo(err => null);
foo((err, data) => null);
// Error: 参数类型 `(err: any, data: any, more: any) => null` 不能赋值给参数类型 `(err: Error, data: any) => void`
foo((err, data, more) => null);

可选的和 rest 参数

可选的（预先确定的）和 Rest 参数（任何数量的参数）都是兼容的：

let foo = (x: number, y: number) => {};
let bar = (x?: number, y?: number) => {};
let baz = (...args: number[]) => {};
foo = bar = baz;
baz = bar = foo;

可选的（上述例子中的 bar）与不可选的（上述例子中的 foo）仅在选项为 strictNullChecks 为 false 时兼容

函数参数类型

双向协变（Bivariant）：旨在支持常见的事件处理方案。

// 事件等级
interface Event {
  timestamp: number;
}
interface MouseEvent extends Event {
  x: number;
  y: number;
}
interface KeyEvent extends Event {
  keyCode: number;
}
// 简单的事件监听
enum EventType {
  Mouse,
  Keyboard,
}
function addEventListener(eventType: EventType, handler: (n: Event) => void) {
  // ...
}
// 不安全，但是游泳池，常见。函数参数的比较是双向协变。
addEventListener(EventType.Mouse, (e: MouseEvent) => console.log(e.x + ',' + e.y));
// 在安全情景下的一种不好方案
addEventListener(EventType.Mouse, (e: MouseEvent) =>
  console.log((<MouseEvent>e).x + ',' + (<MouseEvent>e).y)
);
addEventListener(EventType.Mouse, <(e: Event) => void>(
  ((e: MouseEvent) => console.log(e.x + ',' + e.y))
));
// 仍然不允许明确的错误，对完全不兼容的类型会强制检查
addEventListener(EventType.Mouse, (e: number) => console.log(e));

同样的，你也可以把 Array<Child> 赋值给 Array<Base>（协变），因为函数是兼容的。数组的协变需要所有的函数 Array<Child> 都能赋值给 Array<Base>，例如 push(t: Child) 能被赋值给 push(t: Base)，这都可以通过函数参数双向协变实现。

下面的代码对于其他语言的开发者来说，可能会感到很困惑，因为他们认为是有错误的，可是 Typescript 并不会报错：

interface Poin2D {
  x: number;
  y: number;
}
let iTakePoint2D = (point: Point2D) => {};
let iTakePoint3D = (point: Point3D) => {};
iTakePoint3D = iTakePoint2D; // ok, 这是合理的
iTakePoint2D = iTakePoint3D; // ok，为什么？

枚举

枚举与数字类型相互兼容

enum Status {
  Ready,
  Waiting,
}
let status = Status.Ready;
let num = 0;
status = num;
num = status;

来自于不同枚举的枚举变量，被认为是不兼容的：

enum Status {
  Ready,
  Waiting,
}
enum Color {
  Red,
  Blue,
  Green,
}
let status = Status.Ready;
let color = Color.Red;
status = color; // Error

类

仅仅只有实例成员和方法会相比较，构造函数和静态成员不会被检查。

class Animal {
  feet: number;
  constructor(name: string, numFeet: number) {}
}
class Size {
  feet: number;
  constructor(meters: number) {}
}
let a: Animal;
let s: Size;
a = s; // OK
s = a; // OK

私有的和受保护的成员必须来自于相同的类。

class Animal {
  protected feet: number;
}
class Cat extends Animal {}
let animal: Animal;
let cat: Cat;
animal = cat; // ok
cat = animal; // ok
class Size {
  protected feet: number;
}
let size: Size;
animal = size; // ERROR
size = animal; // ERROR

泛型

TypeScript 类型系统基于变量的结构，仅当类型参数在被一个成员使用时，才会影响兼容性。如下例子中，T 对兼容性没有影响：

interface Empty<T> {}
let x: Empty<number>;
let y: Empty<string>;
x = y; // ok

当 T 被成员使用时，它将在实例化泛型后影响兼容性：

interface Empty<T> {
  data: T;
}
let x: Empty<number>;
let y: Empty<string>;
x = y; // Error

如果尚未实例化泛型参数，则在检查兼容性之前将其替换为 any：

let identity = function<T>(x: T): T {
  // ...
};
let reverse = function<U>(y: U): U {
  // ...
};
identity = reverse; // ok, 因为 `(x: any) => any` 匹配 `(y: any) => any`

类中的泛型兼容性与前文所提及一致：

class List<T> {
  add(val: T) {}
}
class Animal {
  name: string;
}
class Cat extends Animal {
  meow() {
    // ..
  }
}
const animals = new List<Animal>();
animals.add(new Animal()); // ok
animals.add(new Cat()); // ok
const cats = new List<Cat>();
cats.add(new Animal()); // Error
cats.add(new Cat()); // ok

脚注

不变性（Invariance）可能是唯一一个听起来合理的选项，这里又一个关于 contra 和 co 的变体，被认为对数组是不安全的。

class Animal {
  constructor(public name: string) {}
}
class Cat extends Animal {
  meow() {
    console.log('cat');
  }
}
let animal = new Animal('animal');
let cat = new Cat('cat');
// 多态
// Animal <= Cat
animal = cat; // ok
cat = animal; // Error: cat 继承于 animal
// 演示每个数组形式
let animalArr: Animal[] = [animal];
let catArr: Cat[] = [cat];
// 明显的坏处，逆变
// Animal <= Cat
// Animal[] >= Cat[]
catArr = animalArr; // ok 如有有逆变
catArr[0].meow(); // 允许，但是会在运行时报错
// 另外一个坏处，协变
// Animal <= Cat
// Animal[] >= Cat[]
animalArr = catArr; // ok 协变
animalArr.push(new Animal('another animal')); // 仅仅是 push 一个 animal 至 carArr 里
catArr.forEach(c => c.meow()); // 允许，但是会在运行时报错
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