TypeScript高级用法

hi，豆皮粉儿们，今天又和大家见面了，本期分享的是由bytedancer“米兰的小铁匠”， 带来的TypeScript高级使用，
适用于对TypeScript已经有所了解或者已经实际用过一段时间的同学，
本文分别从类型、运算符、操作符、泛型的角度来系统介绍常见的TypeScript文章没有好好讲解的功能点，
最后再分享一下作者的实践经历。

作者：米兰的小铁匠

一、 类型

unknown

unknown指的是不可预先定义的类型，在很多场景下，它可以替代any的功能同时保留静态检查的能力。

const num: number = 10;
(num as unknown as string).split('');          // 注意，这里和any一样完全可以通过静态检查

这个时候unknown的作用就跟any高度类似了，你可以把它转化成任何类型，不同的地方是，在静态编译的时候，unknown不能调用任何方法，而any可以。

const foo: unknown = 'string';
foo.substr(1);           // Error: 静态检查不通过报错
const bar: any = 10;
bar.substr(1);                // Pass: any类型相当于放弃了静态检查

unknown的一个使用场景是，避免使用any作为函数的参数类型而导致的静态类型检查bug：

function test(input: unknown): number {
  if (Array.isArray(input)) {
    return input.length;    // Pass: 这个代码块中，类型守卫已经将input识别为array类型
  }
  return input.length;      // Error: 这里的input还是unknown类型，静态检查报错。如果入参是any，则会放弃检查直接成功，带来报错风险
}

void

在TS中，void和undefined功能高度类似，可以在逻辑上避免不小心使用了空指针导致的错误

function foo() {}          // 这个空函数没有返回任何值，返回类型缺省为void
const a = foo();        // 此时a的类型定义为void，你也不能调用a的任何属性方法

void和undefined类型最大的区别是，你可以理解为undefined是void的一个子集，当你对函数返回值并不在意时，使用void而不是undefined。举一个React中的实际的例子。

// Parent.tsx
function Parent(): JSX.Element {
  const getValue = (): number => { return 2 };           /* 这里函数返回的是number类型 */
  // const getValue = (): string => { return 'str' };        /* 这里函数返回的string类型，同样可以传给子属性 */
  return <Child getValue={getValue} />
}

// Child.tsx
type Props = {
  getValue: () => void;  // 这里的void表示逻辑上不关注具体的返回值类型，number、string、undefined等都可以
}
const Child = ({ getValue }: Props) => <div onClick={() => getValue()}>click</div>;

never

never是指没法正常结束返回的类型，一个必定会报错或者死循环的函数会返回这样的类型。

function foo(): never { throw new Error('error message') }  // throw error 返回值是never
function foo(): never { while(true){} }  // 这个死循环的也会无法正常退出
function foo(): never { let count = 1; while(count){ count ++; } }  // Error: 这个无法将返回值定义为never，因为无法在静态编译阶段直接识别出

还有就是永远没有相交的类型

type human = 'boy' & 'girl' // 这两个单独的字符串类型并不可能相交，故human为never类型

不过任何类型联合上 never类型，还是原来的类型

type language = 'ts' | never   // language的类型还是'ts'类型

关于never有如下特性：

• 在一个函数中调用了返回never的函数后，之后的代码都会变成deadcode

function test() {
  foo();                  // 这里的foo指上面返回never的函数
  console.log(111);         // Error: 编译器报错，此行代码永远不会执行到
}

• 无法把其他类型赋给never

let n: never;
const o: any = {};
n = o;  // Error: 不能把一个非never类型赋值给never类型，包括any

关于never的这个特性有一些很hack的用法和讨论，比如这个知乎下的 尤雨溪的回答

二、运算符

非空断言运算符 !

这个运算符可以用在变量名或者函数名之后，用来强调对应的元素是非null|undefined的

function onClick(callback?: () => void) {
  callback!();                // 参数是可选入参，加了这个感叹号!之后，TS编译不报错
}

查看编译后的ES5代码，居然没有做任何防空判断

function onClick(callback) {
  callback();
}

这个符号的场景，特别适用于我们已经明确知道不会返回空值的场景，从而减少冗余的代码判断，如React的Ref

function Demo(): JSX.Elememt {
  const divRef = useRef<HTMLDivElement>();
  useEffect(() => {
    divRef.current!.scrollIntoView();         // 当组件Mount后才会触发useEffect，故current一定是有值的
  }, []);
  return <div ref={divRef}>Demo</div>
}

可选链运算符 ?.

相比上面!作用于编译阶段的非空判断，?.这个是开发者最需要的运行时(当然编译时也有效)的非空判断

obj?.prop    obj?.[index]    func?.(args)

?.用来判断左侧的表达式是否是null | undefined，如果是则会停止表达式运行，可以减少我们大量的&&运算

比如我们写出a?.b时，编译器会自动生成如下代码

a === null || a === void 0 ? void 0 : a.b;

这里涉及到一个小知识点: undefined这个值在非严格模式下会被重新赋值，使用void 0必定返回真正的undefined

空值合并运算符 ??

??与||的功能是相似的，区别在于??在左侧表达式结果为null或者undefined时，才会返回右侧表达式

比如我们书写了const b = a ?? 10，生成的代码如下

const b = a !== null && a !== void 0 ? a : 10;

而 || 表达式，大家知道的，则对false、''、NaN、0等逻辑空值也会生效，不适于我们做对参数的合并

数字分隔符_

const num:number = 1_2_345.6_78_9

_可以用来对长数字做任意的分隔，主要设计是为了便于数字的阅读，编译出来的代码是没有下划线的，请放心食用

三、操作符

键值获取 keyof

keyof可以获取一个类型所有键值，返回一个联合类型，如下

type Person = {
  name: string;
  age: number;
}
type PersonKey = keyof Person;  // PersonKey得到的类型为 'name' | 'age' 

keyof的一个典型用途是限制访问对象的key合法化，因为any做索引是不被接受的

function getValue (p: Person, k: keyof Person) {
  return p[k];  // 如果k不如此定义，则无法以p[k]的代码格式通过编译
}

总结起来keyof的语法格式如下

类型 = keyof 类型

实例类型获取 typeof

typeof 是获取一个对象/实例的类型，如下

const me: Person = { name: 'gzx', age: 16 };
type P = typeof me;  // { name: string, age: number | undefined }
const you: typeof me = { name: 'mabaoguo', age: 69 }  // 可以通过编译

typeof 只能用在具体的对象上，这与js中的typeof是一致的，并且它会根据左侧值自动决定应该执行哪种行为

const typestr = typeof me;   // typestr的值为"object"

typeof 可以和keyof一起使用(因为typeof是返回一个类型嘛)，如下

type PersonKey = keyof typeof me;   // 'name' | 'age'

总结起来typeof的语法格式如下

类型 = typeof 实例对象

遍历属性 in

in只能用在类型的定义中，可以对枚举类型进行遍历，如下

// 这个类型可以将任何类型的键值转化成number类型
type TypeToNumber<T> = {
  [key in keyof T]: number
} 

keyof返回泛型T的所有键枚举类型，key是自定义的任何变量名，中间用in链接，外围用[]包裹起来(这个是固定搭配)，冒号右侧number将所有的key定义为number类型。

于是可以这样使用了

const obj: TypeToNumber<Person> = { name: 10, age: 10 }

总结起来in的语法格式如下

[ 自定义变量名 in 枚举类型 ]: 类型

四、泛型

泛型在TS中可以说是一个非常重要的属性，它承载了从静态定义到动态调用的桥梁，同时也是TS对自己类型定义的元编程。泛型可以说是TS类型工具的精髓所在，也是整个TS最难学习的部分，这里专门分两章总结一下。

基本使用

泛型可以用在普通类型定义，类定义、函数定义上，如下

// 普通类型定义
type Dog<T> = { name: string, type: T }
// 普通类型使用
const dog: Dog<number> = { name: 'ww', type: 20 }

// 类定义
class Cat<T> {
  private type: T;
  constructor(type: T) { this.type = type; }
}
// 类使用
const cat: Cat<number> = new Cat<number>(20); // 或简写 const cat = new Cat(20)

// 函数定义
function swipe<T, U>(value: [T, U]): [U, T] {
  return [value[1], value[0]];
}
// 函数使用
swipe<Cat<number>, Dog<number>>([cat, dog])  // 或简写 swipe([cat, dog])

注意，如果对一个类型名定义了泛型，那么使用此类型名的时候一定要把泛型类型也写上去。

而对于变量来说，它的类型可以在调用时推断出来的话，就可以省略泛型书写。

泛型的语法格式简单总结如下

类型名<泛型列表> 具体类型定义

泛型推导与默认值

上面提到了，我们可以简化对泛型类型定义的书写，因为TS会自动根据变量定义时的类型推导出变量类型，这一般是发生在函数调用的场合的

type Dog<T> = { name: string, type: T }

function adopt<T>(dog: Dog<T>) { return dog };

const dog = { name: 'ww', type: 'hsq' };  // 这里按照Dog类型的定义一个type为string的对象
adopt(dog);  // Pass: 函数会根据入参类型推断出type为string

若不适用函数泛型推导，我们若需要定义变量类型则必须指定泛型类型

const dog: Dog<string> = { name: 'ww', type: 'hsq' }  // 不可省略<string>这部分

如果我们想不指定，可以使用泛型默认值的方案

type Dog<T = any> = { name: string, type: T }
const dog: Dog = { name: 'ww', type: 'hsq' }
dog.type = 123;    // 不过这样type类型就是any了，无法自动推导出来，失去了泛型的意义

泛型默认值的语法格式简单总结如下

泛型名 = 默认类型

泛型约束

有的时候，我们可以不用关注泛型具体的类型，如

function fill<T>(length: number, value: T): T[] {
  return new Array(length).fill(value);
}

这个函数接受一个长度参数和默认值，结果就是生成使用默认值填充好对应个数的数组。我们不用对传入的参数做判断，直接填充就行了，但是有时候，我们需要限定类型，这时候使用extends关键字即可

function sum<T extends number>(value: T[]): number {
  let count = 0;
  value.forEach(v => {count += v});
  return count;
}

这样你就可以以sum([1,2,3])这种方式调用求和函数，而像sum(['1', '2'])这种是无法通过编译的

泛型约束也可以用在多个泛型参数的情况

function pick<T, U extends keyof T>(){};

这里的意思是限制了 U 一定是 T 的key类型中的子集，这种用法常常出现在一些泛型工具库中。

extends的语法格式简单总结如下，注意下面的类型既可以是一般意义上的类型也可以是泛型

泛型名 extends 类型

泛型条件

上面提到extends，其实也可以当做一个三元运算符，如下

T extends U? X: Y

这里便不限制T一定要是U的子类型，如果是U子类型，则将T定义为X类型，否则定义为Y类型。

注意，生成的结果是分配式的。

举个例子，如果我们把X换成T，如此形式：T extends U? T: never

此时返回的T，是满足原来的T中包含U的部分，可以理解为T和U的交集

所以，extends的语法格式可以扩展为

泛型名A extends 类型B ? 类型C: 类型D

泛型推断 infer

infer的中文是“推断”的意思，一般是搭配上面的泛型条件语句使用的，所谓推断，就是你不用预先指定在泛型列表中，在运行时会自动判断，不过你得先预定义好整体的结构。举个例子

type Foo<T> = T extends {t: infer Test} ? Test: string

首选看extends后面的内容，{t: infer Test}可以看成是一个包含t属性的类型定义，这个t属性的value类型通过infer进行推断后会赋值给Test类型，如果泛型实际参数符合{t: infer Test}的定义那么返回的就是Test类型，否则默认给缺省的string类型。

举个例子加深下理解

type One = Foo<number>  // string，因为number不是一个包含t的对象类型
type Two = Foo<{t: boolean}>  // boolean，因为泛型参数匹配上了，使用了infer对应的type
type Three = Foo<{a: number, t: () => void}> // () => void，泛型定义是参数的子集，同样适配

infer用来对满足的泛型类型进行子类型的抽取，有很多高级的泛型工具也巧妙的使用了这个方法。

五、泛型工具

Partical<T>

此工具的作用就是将泛型中全部属性变为可选的

type Partial<T> = {
        [key in keyof T]?: T[P]
}

举个例子，这个类型定义在下面也会用到

type Animal = {
  name: string,
  category: string,
  age: number,
  eat: () => number
}

使用Partical包裹一下

type PartOfAnimal = Partical<Animal>;
const ww: PartOfAnimal = { name: 'ww' }; // 属性全部可选后，可以只赋值部分属性了

Record<K, T>

此工具的作用是将K中所有属性值转化为T类型，我们常用它来申明一个普通object对象

type Record<K extends keyof any,T> = {
  [key in K]: T
}

这里特别说明一下，keyof any对应的类型为number | string | symbol，也就是可以做对象键(专业说法叫索引index)的类型集合。

举个例子

const obj: Record<string, string> = { 'name': 'xiaoming', 'tag': '三好学生' }

Pick<T, K>

此工具的作用是将T类型中的K键列表提取出来，生成新的子键值对类型

type Pick<T, K extends keyof T> = {
  [P in K]: T[P]          
}

我们还是用上面的Animal定义，看一下Pick如何使用

const bird: Pick<Animal, "name" | "age"> = { name: 'bird', age: 1 }

Exclude<T, U>

此工具是在T类型中，去除T类型和U类型的交集，返回剩余的部分

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T

注意这里的extends返回的T是原来的T中和U无交集的属性，而任何属性联合never都是自身，具体可在上文查阅。

举个例子

type T1 = Exclude<"a" | "b" | "c", "a" | "b">;   // "c"
type T2 = Exclude<string | number | (() => void), Function>; // string | number

Omit<T, K>

此工具可认为是适用于键值对对象的Exclude，它会去除类型T中包含K的键值对

type Omit = Pick<T, Exclude<keyof T, K>>

在定义中，第一步先从T的key中去掉与K重叠的key，接着使用Pick把T类型和剩余的key组合起来即可

还是用上面的Animal举个例子

const OmitAnimal:Omit<Animal, 'name'|'age'> = { category: 'lion', eat: () => { console.log('eat') } }

可以发现，Omit与Pick得到的结果完全相反，一个是取非结果，一个取交结果。

ReturnType<T>

此工具就是获取T类型(函数)对应的返回值类型

type ReturnType<T extends (...args: any) => any> 
  = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

看源码其实有点多，其实可以稍微简化成下面的样子

type ReturnType<T extends func> = T extends () => infer R ? R: any;

通过使用infer推断返回值类型，然后返回此类型，如果你彻底理解了infer的含义，那这段就很好理解

举个例子

function foo(x: string | number): string | number { /*..*/ }
type FooType = ReturnType<foo>;  // string | number

Required<T>

此工具可以将类型T中所有的属性变为必选项

type Required<T> = {
  [P in keyof T]-?: T[P]
}

这里有一个很有意思的语法-?，你可以理解为就是TS中把?可选属性减去的意思。

除了这些以外，还有很多的内置的类型工具，可以参考TypeScript Handbook获得更详细的信息，同时Github上也有很多第三方类型辅助工具，如utility-types等。

六、项目实战

这里分享一些我个人的想法，可能也许会比较片面甚至错误，欢迎大家积极留言讨论

Q: 偏好使用interface还是type来定义类型？

A: 从用法上来说两者本质上没有区别，大家使用React项目做业务开发的话，主要就是用来定义Props以及接口数据类型。

但是从扩展的角度来说，type比interface更方便拓展一些，假如有以下两个定义

type Name = { name: string };
interface IName { name: string };

想要做类型的扩展的话，type只需要一个&，而interface要多写不少代码

type Person = Name & { age: number };
interface IPerson extends IName { age: number };

另外type有一些interface做不到的事情，比如使用|进行枚举类型的组合，使用typeof获取定义的类型等等。

不过interface有一个比较强大的地方就是可以重复定义添加属性，比如我们需要给window对象添加一个自定义的属性或者方法，那么我们直接基于其Interface新增属性就可以了。

declare global {
    interface Window { MyNamespace: any; }
}

总体来说，大家知道TS是类型兼容而不是类型名称匹配的，所以一般不需用面向对象的场景或者不需要修改全局类型的场合，我一般都是用type来定义类型。

Q: 是否允许any类型的出现

A: 说实话，刚开始使用TS的时候还是挺喜欢用any的，毕竟大家都是从JS过渡过来的，对这种影响效率的代码开发方式并不能完全接受，因此不管是出于偷懒还是找不到合适定义的情况，使用any的情况都比较多。

随着使用时间的增加和对TS学习理解的加深，逐步离不开了TS带来的类型定义红利，不希望代码中出现any，所有类型都必须要一个一个找到对应的定义，甚至已经丧失了裸写JS的勇气。

这是一个目前没有正确答案的问题，总是要在效率和时间等等因素中找一个最适合自己的平衡。不过我还是推荐使用TS，随着前端工程化演进和地位的提高，强类型语言一定是多人协作和代码健壮最可靠的保障之一，多用TS，少用any，也是前端界的一个普遍共识。

Q: 类型定义文件(.d.ts)如何放置

A: 这个好像业界也没有特别统一的规范，我的想法如下：

• 临时的类型，直接在使用时定义

如自己写了一个组件内部的Helper，函数的入参和出参只供内部使用也不存在复用的可能，可以直接在定义函数的时候就在后面定义

function format(input: {k: string}[]): number[] { /***/ }

• 组件个性化类型，直接定义在ts(x)文件中

如AntD组件设计，每个单独组件的Props、State等专门定义了类型并export出去

// Table.tsx
export type TableProps = { /***/ }
export type ColumnProps = { /***/ }
export default function Table() { /***/ }

这样使用者如果需要这些类型可以通过import type的方式引入来使用。

• 范围/全局数据，定义在.d.ts文件中

全局类型数据，这个大家毫无异议，一般根目录下有个typings文件夹，里面会存放一些全局类型定义。

假如我们使用了css module，那么我们需要让TS识别.less文件(或者.scss)引入后是一个对象，可以如此定义

declare module '*.less' {
  const resource: { [key: string]: string };
  export = resource;
}

而对于一些全局的数据类型，如后端返回的通用的数据类型，我也习惯将其放在typings文件夹下，使用Namespace的方式来避免名字冲突，如此可以节省组件import类型定义的语句

declare namespace EdgeApi {
  export interface Department {
    description: string;
    gmt_create: string;
    gmt_modify: string;
    id: number;
    name: string;
  }
}

这样，每次使用的时候，只需要const department: EdgeApi.Department即可，节省了不少导入的精力。开发者只要能约定规范，避免命名冲突即可。

关于TS用法的总结就结束到这里，感谢大家的观看~

The End