Typescript 实战 --- （7）类型兼容性 和类型保护

一、类型兼容性

 

ts 允许类型兼容的变量相互赋值，这个特性增加了语言的灵活性

 

当一个 类型Y 可以被赋值给另一个 类型X 时，就可以说类型X兼容类型Y。其中，X被称为“目标类型”，Y被称为“源类型”

X兼容Y : X（目标类型） = Y（源类型）

1、结构之间兼容：成员少的兼容成员多的

 

基本规则是，如果 X 要兼容 Y，那么 Y 至少具有与 X 相同的属性

interface Named {
  name: string;
}

let x: Named;
let y = { name: 'Chirs', age: 23 };

x = y;
console.log('x', x);   // x { name: 'Chirs', age: 23 }

// 这里要检查 y 是否可以赋值给 x，编译器检查 x 中的每个属性，看能否在 y 中也找到对应的属性

// 相反，把 y 赋值给 x 就会报错，因为 x 不具备 age 属性

y = x;  // Property 'age' is missing in type 'Named' but required in type '{ name: string; age: number; }'

1-1、子类型赋值

let s: string = 'hello';

s = null; // 由于在 ts 中， null 是所有类型的子类型，也就是说 字符类型兼容null类型，所以可以赋值

1-2、接口兼容性

interface X {
  a: any;
  b: any;
}

interface Y {
  a: any;
  b: any;
  c: any;
}

let x: X = { a: 1, b: '2' }
let y: Y = { a: 3, b: 4, c: 5 }

// 只要源类型y 具备了 目标类型x 的所有属性，就可以认为 x 兼容 y
x = y;
console.log('x', x);   // x { a: 3, b: 4, c: 5 }

2、函数之间兼容：参数多的兼容参数少的

 

需要判断函数之间是否兼容，常见于两个函数相互赋值的情况下，也就是函数作为参数的情况

 

2-1、如果要目标函数兼容源函数，需要同时满足三个条件：

 

（1）、参数个数：目标函数的个数 多余 源函数的个数

interface Handler {
  (x: number, y: number): void
}

function foo(handler: Handler) {  // handler：目标函数
  return handler
}

let h1 = (a: number) => {}  // h1：源函数
// 目标函数的参数个数2个 > 源函数参数个数1个
foo(h1);

let h2 = (a: number, b: number, c: number) => {}  // h1：源函数
// 目标函数的参数个数2个 < 源函数参数个数3个
foo(h2);  // 类型“(a: number, b: number, c: number) => void”的参数不能赋给类型“Handler”的参数

（2）、参数类型：参数类型必须要匹配

interface Handler {
  (x: number, y: number): void
}

function foo(handler: Handler) {  // handler：目标函数
  return handler
}

let h3 = (a: string) => {}  // h3：源函数

// 尽管目标函数的参数个数多余源函数的参数个数，但是参数类型不同
foo(h3); 

/*
  报错信息：
  类型“(a: string) => void”的参数不能赋给类型“Handler”的参数
  参数“a”和“x” 的类型不兼容
  不能将类型“number”分配给类型“string”
*/

interface Point3D {
  x: number;
  y: number;
  z: number;
}

interface Point2D {
  x: number;
  y: number;
}

// 函数 p3d 和 p2d 的参数个数都是1，参数类型都是对象
let p3d = (point: Point3D) => {}
let p2d = (point: Point2D) => {}

// 赋值时，依然采用的是目标函数的参数个数必须大于源函数参数个数，且参数类型相同的原则
p3d = p2d;
p2d = p3d; // 想要不报错，需要关闭 tsconfig.json 中的一个配置  strictFunctionTypes

函数的参数之间可以相互赋值的情况，称为 “函数参数双向协变”。它允许把一个精确的类型，赋值给一个不那么精确的类型，这样就不需要把一个不精确的类型断言成一个精确的类型了

 

（3）、返回值类型：目标函数的返回值类型必须与源函数的返回值类型相同，或为其子类型

let p = () => ({ name: 'Bob' })
let s = () => ({ name: 'Bob', age: 23 })

// p 作为目标函数，s 作为源函数时，目标函数的返回值是源函数返回值的子类型
p = s;
s = p;  // 不能将类型“() => { name: string; }”分配给类型“() => { name: string; age: number; }”

 

2-2、关于固定参数、可选参数和剩余参数之间的兼容

 

1）、固定参数可以兼容可选参数和剩余参数

2）、可选参数不兼容固定参数和剩余参数

3）、剩余参数可以兼容固定参数和剩余参数

// 固定参数
let a = (x: number, y: number) => {};
// 可选参数
let b = (x?: number, y?: number) => {};
// 剩余参数
let c = (...args: number[]) => {};

// 固定参数 兼容 可选参数和剩余参数
a = b;
a = c;

// 可选参数 不兼容 固定参数和剩余参数 (可将 strictFunctionTypes 设为false 实现兼容)
b = a;
b = c;

// 剩余参数 兼容 固定参数和可选参数
c = a;
c = b;

2-3、函数重载

 

对于有重载的函数，源函数的每个重载都要在目标函数上找到对应的函数签名，这样确保了目标函数可以在所有源函数可调用的地方地方

// 源函数
function overload(x: number, y: number): number;
function overload(x: string, y: string): string;

// 目标函数
function overload(x: any, y: any): any{ };

// Error1： 目标函数的参数个数 少于 源函数的参数
// 源函数
function overload(x: number, y: number): number;  
// This overload signature is not compatible with its implementation signature
function overload(x: string, y: string): string;

// 目标函数
function overload(x: any, y: any, z: any): any{ };


// Error2： 目标函数和源函数的返回值类型不兼容
// 源函数
function overload(x: number, y: number): number;  
// This overload signature is not compatible with its implementation signature
function overload(x: string, y: string): string;

// 目标函数
function overload(x: any, y: any) { };

3、枚举类型的兼容性

 

（1）、枚举类型和数字类型相互兼容

（2）、枚举类型之间是完全不兼容的

enum Color { Red, Green, Pink };
enum Fruit { Apple, Banana, Orange };

// 枚举类型和数字类型相互兼容

let fruit: Fruit.Apple = 4;
let num: number = Color.Red;

// 相同枚举类型之间不兼容
let c: Color.Green = Color.Red;
// 不能将类型“Color.Red”分配给类型“Color.Green”

// 不同枚举类型之间不兼容

let color: Color.Pink = Fruit.Orange;
// 不能将类型“Fruit.Orange”分配给类型“Color.Pink”

4、类兼容性

 

（1）、静态成员和构造函数是不参与比较的，如果两个类具有相同的实例成员，那他们的实例则可以兼容

class A {
  id: number = 1;
  constructor(p: number, q: number) {}
}

class B {
  static s: number = 1;
  id: number = 2;
  constructor(p: number) {}
}

let aa = new A(3, 6);
let bb = new B(8);

// 两个类都含有相同的实例成员 number 类型的id，尽管构造函数不同，依然相互兼容
aa = bb;
bb == aa;

（2）、如果两个类中含有相同的私有成员，他们的实例不兼容，但是父类和子类的实例可以相互兼容

class A {
  id: number = 1;
  private name: string = 'hello';
  constructor(p: number, q: number) {}
}

class B {
  static s: number = 1;
  id: number = 2;
  private name: string = 'hello';
  constructor(p: number) {}
}

let aa = new A(3, 6);
let bb = new B(8);

// 在上例的基础上各自添加了相同的 私有成员name，就无法兼容了
aa = bb;
bb == aa;

// 均报错：不能将类型“B”分配给类型“A”，类型具有私有属性“name”的单独声明

class A {
  id: number = 1;
  private name: string = 'hello';
  constructor(p: number, q: number) {}
}

class SubA extends A {}

let aa = new A(3, 6);
let child = new SubA(1, 2)

// 就算包含私有成员属性，但是父类和子类的实例可以相互兼容
aa = child;
child == aa;

5、泛型兼容性

 

（1）、如果两个泛型的定义相同，但是没有指定泛型参数，它们之间也是相互兼容的；

// demo 1
interface Empty<T> {};

let a: Empty<string> = {};
let b: Empty<number> = {};

a = b;
b = a;


// demo 2
let log1 = <T>(x: T): T => {
  console.log('x');
  return x
}

let log2 = <U>(y: U): U => {
  console.log('y');
  return y;
}

log1 = log2;

（2）、如果泛型中指定了类型参数，会按照结果类型进行比较；

interface NotEmpty<T> {
  value: T;
};

let a: NotEmpty<string> = {
  value: 'string'
};
let b: NotEmpty<number> = {
  value: 123
};

a = b; // 不能将类型“NotEmpty<number>”分配给类型“NotEmpty<string>”

二、类型保护

 

此处定义了一个枚举Type 和两个类，两个类都有打印的方法，在 getLanguage 函数中，我们希望通过传入不同的参数，调用对应的打印方法

enum Type { Strong, Weak }

class Java {
  helloJava() {
    console.log('Hello Java')
  }
}

class JavaScript {
  helloJavaScript() {
    console.log('Hello JavaScript')
  }
}

function getLanguage(type: Type) {
  let lang = type === Type.Strong ? new Java() : new JavaScript();

  // Error：类型“Java | JavaScript”上不存在属性“helloJava”
  if(lang.helloJava) {
    lang.helloJava()        // Error：类型“JavaScript”上不存在属性“helloJava”
  } else {
    lang.helloJavaScript()  // Error：类型“Java”上不存在属性“helloJavaScript”
  }

  return lang;
}

事实上，在上例中，变量lang被认为是一个联合类型，意味着它必须同时具有 helloJava 和 helloJavaScript 两个方法。此处为了解决报错，就需要借助 类型断言

function getLanguage(type: Type) {
  let lang = type === Type.Strong ? new Java() : new JavaScript();

  // 使用类型断言
  if((lang as Java).helloJava) {
    (lang as Java).helloJava()        
  } else {
    (lang as JavaScript).helloJavaScript()  
  }

  return lang;
}

getLanguage(Type.Strong);    // Hello Java

由于不知道会传入什么样的参数，因此必须在每一处都加上类型断言。显然，这并不是一个理想的解决方案，代码变得冗长且代码的可读性很差。

 

类型保护就是用来解决这个问题的，它可以提前对类型进行预判。

 

1、什么是类型保护

 

TypeScript 能够在特定的区块中保护变量属于某种确定的类型，可以在此区块中放心的引用此类型的属性，或者调用此类型的方法。

 

2、创建特定区块的方法：

 

（1）、instanceOf 判断一个实例是不是属于某个类

function getLanguage(type: Type) {
  let lang = type === Type.Strong ? new Java() : new JavaScript();

  // instanceOf
  if(lang instanceof Java) {
    lang.helloJava()        
  } else {
    lang.helloJavaScript()  
  }

  return lang;
}

（2）、in 判断一个属性是不是属于某个对象

enum Type { Strong, Weak }

// 添加一个实例属性，同时要添加构造器，否则在实例对象上还是找不到那个属性
class Java {
  java: any; 
  constructor(java: any) {
    this.java = java;
  }

  helloJava() {
    console.log('Hello Java')
  }
}

class JavaScript {
  js: any;
  constructor(js: any) {
    this.js = js;
  }

  helloJavaScript() {
    console.log('Hello JavaScript')
  }
}

function getLanguage(type: Type) {
  let lang = type === Type.Strong ? new Java('java') : new JavaScript('js');

  // in
  if('java' in lang) {
    lang.helloJava()
  } else {
    lang.helloJavaScript()
  }

  return lang;
}

getLanguage(Type.Strong);    // Hello Java

（3）、typeof 判断一个变量的类型

function getLanguage(x: string | number) {

  // typeof：此处只是提供一种创建类型保护区块的方法，并不解决此例中的问题
  if(typeof x === 'string') {
    console.log(x.length)
  } else {
    console.log(x.toFixed(2));
  }

}

（4）、类型保护函数 某些判断可能不是一条语句能够搞定的，需要更多复杂的逻辑，适合封装到一个函数内

enum Type { Strong, Weak }

class Java {
  helloJava() {
    console.log('Hello Java')
  }
}

class JavaScript {
  helloJavaScript() {
    console.log('Hello JavaScript')
  }
}

// 注意类型保护的返回值，是一个“类型谓词”
function isJava(lang: Java | JavaScript): lang is Java {
  return (lang as Java).helloJava !== undefined
}

function getLanguage(type: Type) {
  let lang = type === Type.Strong ? new Java() : new JavaScript();

  // 类型保护函数
  if(isJava(lang)) {
    lang.helloJava()
  } else {
    lang.helloJavaScript()
  }

  return lang;
}

getLanguage(Type.Strong);    // Hello Java