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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:
ts
let str: string = 'Hello';
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:
ts
let 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:
ts
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。
ts
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。
TIP
这是多态性。
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。
TIP
对于存在完全可变数据的健全的类型系统(如 JavaScript),Invariant
是一个唯一的有效可选属性,但是如我们所讨论的,便利性迫使我们作出一些不是很安全的选择。
关于协变和逆变的更多内容,请参考:协变与逆变。
函数
当你在比较两个函数时,这有一些你需要考虑到的事情。
返回类型
协变(Covariant):返回类型必须包含足够的数据。
ts
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:函数能够选择性的忽略一些多余的参数),但是你得保证有足够的参数被使用了:
ts
const iTakeSomethingAndPassItAnErr = (x: (err: Error, data: any) => void) => {
/* 做一些其他的 */
};
iTakeSomethingAndPassItAnErr(() => null); // ok
iTakeSomethingAndPassItAnErr(err => null); // ok
iTakeSomethingAndPassItAnErr((err, data) => null); // ok
// 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`
iTakeSomethingAndPassItAnErr((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:
ts
let foo = (x: number, y: number) => {};
let bar = (x?: number, y?: number) => {};
let bas = (...args: number[]) => {};
foo = bar = bas;
bas = bar = foo;
Note
可选的(上例子中的 bar
)与不可选的(上例子中的 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。
ts
// 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,但是有用,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: Event) => 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:
ts
interface Point2D {
x: number;
y: number;
}
interface Point3D {
x: number;
y: number;
z: 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
ts
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:
ts
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。
ts
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。
ts
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:
ts
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:
ts
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
:
ts
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:
ts
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)
我们说过,不变性可能是唯一一个听起来合理的选项,这里有一个关于 contra
和 co
的变体,被认为对数组是不安全的。
ts
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。