13 | 泛型（1）：泛型函数与泛型接口-TypeScript开发实战

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13 | 泛型（1）：泛型函数与泛型接口

在TypeScript的世界中，泛型（Generics）是一种强大的特性，它允许我们在不损失灵活性的前提下，编写可复用的组件。泛型可以应用于函数、接口、类等多种结构，极大地提升了代码的可读性、可维护性和复用性。本章将深入探讨泛型的基础用法，特别是泛型函数与泛型接口，帮助读者理解并掌握这一核心概念。

13.1 泛型概述

在TypeScript中，泛型允许我们定义一个组件（如函数、接口或类），这些组件可以工作于多种类型的数据之上，而无需在每次使用时都明确指定数据类型。这类似于在C#或Java中的模板（Templates）或泛型编程。使用泛型，我们可以编写更加灵活和可复用的代码，同时保留类型安全和编译时检查的好处。

13.2 泛型函数

泛型函数是泛型在函数层面的应用。它允许我们在函数定义时，不指定具体的参数类型或返回类型，而是使用类型参数（Type Parameters）来代表这些类型，这些类型参数会在函数被调用时确定。

13.2.1 基本语法

泛型函数的定义通过在函数名后面添加尖括号（<>）来指定类型参数，类型参数可以是一个或多个，用逗号分隔。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}
let output = identity<string>("myString");  // 明确指定类型参数
let outputNum = identity(42);               // TypeScript会自动推断类型参数为number

在上面的例子中，identity是一个泛型函数，它接受一个类型为T的参数arg，并返回相同类型的值。在调用identity时，我们可以显式地指定T的类型（如identity<string>("myString")），但TypeScript的类型推断机制通常能够自动完成这一任务（如identity(42)）。

13.2.2 泛型约束

有时，我们希望对泛型进行一定的约束，以确保其至少具有某些属性或方法。这可以通过泛型约束来实现。

interface Lengthwise {
    length: number;
}
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // 现在我们知道arg具有length属性
    return arg;
}
// 使用时，TypeScript会检查传入的参数是否实现了Lengthwise接口
loggingIdentity({ length: 10, value: "hello world" });
loggingIdentity([1, 2, 3]);  // 数组也实现了Lengthwise接口

在这个例子中，我们定义了一个Lengthwise接口，它要求实现该接口的对象必须有一个length属性。然后，我们修改了loggingIdentity函数，使其仅接受实现了Lengthwise接口的对象作为参数。这确保了arg.length是有效的访问。

13.3 泛型接口

泛型接口是泛型在接口层面的应用。与泛型函数类似，泛型接口允许我们在定义接口时不指定具体的类型，而是在实现接口时由具体的类来指定。

13.3.1 泛型接口定义

泛型接口通过在接口名后添加尖括号（<>）并定义类型参数来定义。

interface GenericIdentityFn<T> {
    (arg: T): T;
}
function identityFn<T>(arg: T): T {
    return arg;
}
let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identityFn;

在这个例子中，我们定义了一个名为GenericIdentityFn的泛型接口，它描述了一个接受一个类型为T的参数并返回相同类型值的函数。然后，我们定义了一个普通的泛型函数identityFn，并证明它符合GenericIdentityFn<number>接口的类型。

13.3.2 泛型接口与类

泛型接口也可以被类实现，这为类的设计带来了极大的灵活性。

interface GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}
class Numeric<T> implements GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
    constructor(zeroValue: T, add: (x: T, y: T) => T) {
        this.zeroValue = zeroValue;
        this.add = add;
    }
}
let myGenerics = new Numeric<number>(0, (x, y) => x + y);
console.log(myGenerics.add(1, 2));  // 输出: 3

在这个例子中，我们定义了一个GenericNumber接口，它要求实现该接口的类必须有一个zeroValue属性和一个add方法。然后，我们定义了一个Numeric类，它接受两个泛型参数（尽管在这个例子中我们只使用了T），并实现了GenericNumber接口。通过这种方式，Numeric类可以处理任何类型的数据，只要这些数据支持加法运算和有一个“零”值的概念。

13.4 总结

泛型是TypeScript中一个非常重要的特性，它允许我们编写更加灵活、可复用和类型安全的代码。通过泛型函数和泛型接口，我们可以在不牺牲类型安全的前提下，编写能够处理多种类型数据的函数和接口。泛型约束则进一步增强了泛型的表达能力，允许我们对泛型进行限制，以确保它们满足特定的条件。

在本章中，我们深入探讨了泛型函数和泛型接口的基本概念、语法以及实际应用。通过示例代码，我们展示了如何定义泛型函数和接口，以及如何在函数和类中实现和使用它们。掌握这些基础知识后，读者将能够更加有效地利用TypeScript的泛型特性，编写出更加高效、健壮和易于维护的代码。