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常见类型
在本章中,我们将介绍一些在 JavaScript 代码中最常见的值的类型,并说明在 TypeScript 中描述这些类型相应的方法。这不是一个详尽的列表,后续章节将描述命名和使用其他类型的更多方法。
类型还可以出现在许多地方,而不仅仅是类型注释。在我们了解类型本身的同时,我们还将了解在哪些地方可以引用这些类型来形成新的结构。
我们将首先回顾一下你在编写 JavaScript 或 TypeScript 代码时可能遇到的最基本和最常见的类型。这些将在稍后形成更复杂类型的核心构建块。
基本类型:string
,number
和 boolean
JavaScript 有三种非常常用的基本类型:string
,number
和 boolean
。在 TypeScript 中,每种 JS 基本类型都有其对应的类型。如果在一个值上使用 JavaScript 的 typeof
运算符,会看到这些类型的名称:
string
表示字符串值,如"Hello, world"
number
用于数字,如42
。JavaScript 没有针对整数的特殊运行时值,所以没有类似int
或float
的等价物——一切都是number
boolean
用于true
和false
这两个值
类型名称
String
、Number
和Boolean
(以大写字母开头)是合法的,但是它们指向的是一些特殊的内置类型,其在代码中很少出现。请始终使用string
,number
或boolean
作为类型。
数组
要指定类似 [1, 2, 3]
的数组的类型,可以使用语法 number[]
;这个语法适用于任何类型(例如 string[]
是字符串数组,依此类推)。你可能还会看到其写作 Array<number>
,它们的意思是一样的。当我们学习泛型时,将更多地了解到 T<U>
语法的含义。
请注意,
[number]
是不同的东西;请参阅关于元组类型的部分。
any
TypeScript 还有一种特殊的类型 any
,你如果不希望特定值引起类型检查错误的话,可以使用它。
当一个值的类型是 any
时,你可以访问它的任何属性(其属性的类型也将是 any
),像调用函数一样调用它,将其赋值给任何类型的值,或者将任何类型的值赋给它,或者几乎任何其他在语法上合法的操作:
ts
let obj: any = { x: 0 };
// 以下代码行都不会引发编译器错误。
// 用 `any` 就禁用所有进一步的类型检查,意味着你比 TypeScript 更了解环境。
obj.foo();
obj();
obj.bar = 100;
obj = 'hello';
const n: number = obj;
如果你不想费力编写出一个很长的类型,就只是为了让 TypeScript 相信某一行代码是正确的,any
类型就非常有用。
noImplicitAny
当你没有指定类型,并且 TypeScript 无法从上下文中推断出类型时,编译器通常会默认为any
。
然而,通常情况下,你最好避免使用 any
,因为 any
不会进行类型检查。编译器标志 noImplicitAny
可以将任何隐式的 any
标记为错误。
变量的类型注解
使用 const
、var
或 let
声明变量时,你可以选择性地添加类型注解来显式指定变量的类型:
ts
let myName: string = 'Alice';
// ^^^^^^^^ 类型注解
TypeScript 不使用类似
int x = 0;
的“左侧类型”声明。 类型注解总是放在被注解的内容之后。
但在大多数情况下,并不是必须要这样。TypeScript 会尽可能自动根据代码推断出类型。例如,以下变量的类型是根据其初始化的值推断出来的:
ts
// 不需要类型注解——“myName”推断为 “string” 类型
let myName = 'Alice';
在大多数情况下,你不需要学习推断规则。如果你刚开始使用,尝试少使用一些类型注解——实际上仅需要了解少量的类型注解,就能让 TypeScript 完全理解代码的含义。
函数
在 JavaScript 中数据的传递主要通过函数进行。TypeScript 允许你指定函数的输入和输出值的类型。
参数类型注解
声明函数时,你可以在每个参数后面添加类型注解,以声明函数的参数类型。参数类型注解放在参数名后面:
ts
// 参数类型注解
function greet(name: string) {
// ^^^^^^^^
console.log('你好,' + name.toUpperCase() + '!!');
}
当参数具有类型注解时,传递给该函数的参数将被检查:
ts
// @errors: 2345
declare function greet(name: string): void;
// ---cut---
// 如果执行,将会产生运行时错误!
greet(42);
即使参数没有类型注解,TypeScript 仍然会检查你传递参数的数量是否正确。
返回类型注解
你也可以添加返回类型注解。返回类型注解出现在参数列表之后:
ts
function getFavoriteNumber(): number {
// ^^^^^^^^
return 26;
}
和变量类型注解一样,通常情况下你不需要返回类型注解,因为 TypeScript 会根据 return
语句自动推断函数的返回值类型。上面示例中的类型注解并没有任何影响。有些代码库显式指定返回类型是为了记录,也有些是为了防止意外更改或仅仅出于个人偏好。
匿名函数
匿名函数与函数声明有些不同。如果在 TypeScript 能够确定其调用方式的位置使用一个函数,该函数的参数会自动获得类型。
以下是例子:
ts
// @errors: 2551
// 这里没有类型注解,但 TypeScript 可以发现错误
const names = ['Alice', 'Bob', 'Eve'];
// 函数的上下文类型推断
names.forEach(function (s) {
console.log(s.toUppercase());
});
// 箭头函数也适用上下文类型推断
names.forEach(s => {
console.log(s.toUppercase());
});
尽管参数 s
没有类型注解,但 TypeScript 使用了 forEach
函数的类型以及数组的推断类型,来确定 s
的类型。
这个过程被称为上下文类型推断,因为函数出现的上下文告诉它应该具有的类型。类似于推断规则,你不需要显式地学习这个过程是如何发生的,但了解它发生的事实可以帮助你注意到不需要类型注解的情况。稍后,我们将看到更多关于值所处的上下文如何影响其类型的示例。
对象类型
除了基本类型之外,最常见的类型是对象类型。任何具有属性的 JavaScript 值都是对象类型,其几乎包括所有值!要定义一个对象类型,我们只需要列出其属性及其属性的类型。
例如,这是一个以类似于点的对象为参数的函数:
ts
// 参数的类型注解是对象类型
function printCoord(pt: { x: number; y: number }) {
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
console.log('坐标的 x 值是 ' + pt.x);
console.log('坐标的 y 值是 ' + pt.y);
}
printCoord({ x: 3, y: 7 });
本例中,我们使用具有两个属性 x
和 y
的类型注解来注解参数,两个属性都是 number
类型。你可以使用 ,
或 ;
来分隔属性,最后一个分隔符可以省略。
每个属性的类型部分也是可选的。如果你不指定类型,它将被默认为是 any
类型。
可选属性
对象类型还可以指定它们的某些或所有属性是可选的。要实现这一点,可以在属性名后面加上 ?
:
ts
function printName(obj: { first: string; last?: string }) {
// ...
}
// 都是有效的
printName({ first: 'Bob' });
printName({ first: 'Alice', last: 'Alisson' });
在 JavaScript 中,如果访问一个不存在的属性,你会得到 undefined
而不是运行时错误。因此,如果你读取的是一个可选属性的话,那么在使用它之前,你需要检查其是否为 undefined
。
ts
// @errors: 2532
function printName(obj: { first: string; last?: string }) {
// 错误——如果没有提供 'obj.last',可能会崩溃!
console.log(obj.last.toUpperCase());
if (obj.last !== undefined) {
// 正常运行
console.log(obj.last.toUpperCase());
}
// 一种使用现代 JavaScript 语法的安全替代方法:
console.log(obj.last?.toUpperCase());
}
联合类型
TypeScript 的类型系统允许你使用各种运算符从现有类型构建新类型。现在我们了解了如何编写一些类型,是时候开始以有趣的方式*组合(combine)*它们了。
定义联合类型
联合(Union)类型是组合类型的一种方式。联合类型是由两个或更多其他类型形成的类型,表示值可以是这些类型中的任意一个。我们将每个类型都称为联合的成员。
以下是可以操作字符串或数字的函数:
ts
// @errors: 2345
function printId(id: number | string) {
console.log('你的 ID 是:' + id);
}
// 正常运行
printId(101);
// 正常运行
printId('202');
// 错误
printId({ myID: 22342 });
使用联合类型
提供与联合类型匹配的值很容易——只需提供与联合的成员之一匹配的类型即可。但是如果你有一个联合类型的值,你该如何使用它呢?
只有当某个操作对联合的每个成员都有效时,TypeScript 才允许你对联合类型值进行操作。例如,如果你有一个 string | number
的联合类型,那么你不能使用仅适用于 string
的方法:
ts
// @errors: 2339
function printId(id: number | string) {
console.log(id.toUpperCase());
}
解决方法是使用代码来紧缩联合类型的范围,就像在没有类型注解的 JavaScript 中一样。如果 TypeScript 可以根据代码的结构推断出更具体的类型的值的话,就会发生紧缩。
例如,TypeScript 知道只有 string
的 typeof
值为 "string"
:
ts
function printId(id: number | string) {
if (typeof id === 'string') {
// 在这个分支中,id 的类型是 'string'
console.log(id.toUpperCase());
} else {
// 在这里,id 的类型是 'number'
console.log(id);
}
}
另一个例子是 Array.isArray
函数:
ts
function welcomePeople(x: string[] | string) {
if (Array.isArray(x)) {
// 在这里:'x' 的类型是 'string[]'
console.log('你好,' + x.join(' 和 '));
} else {
// 在这里:'x' 的类型是 'string'
console.log('欢迎,孤独旅行者 ' + x);
}
}
请注意,在 else
分支中,我们不需要做任何特殊处理(如果 x
不是 string[]
,那么它肯定是 string
)。
有时你会遇到一个联合类型,其中所有成员都具有共同的特征。例如,数组和字符串都有一个 slice
方法。如果联合的每个成员都有一个共同的属性,你可以在不紧缩类型的情况下使用该属性:
ts
// 返回类型被推断为 number[] | string
function getFirstThree(x: number[] | string) {
return x.slice(0, 3);
}
联合类型的名字可能会让人困惑,因为它实际上是这些类型的属性的交集。(译注:联合类型的英文是“Union”,和并集是同一个单词) 这是有意为之(名称联合类型来自于类型理论)。 联合类型
number | string
是通过将每个类型的值合并而组成的。 注意,给定两个集合,每个集合有相应特征,只有这些特征的交集适用于这些集合的合集。 例如,假设有一个房间,里面的人都是戴帽子的高个,而另一个房间里的人都戴帽子且说西班牙语,将这些房间组合在一起后,我们只知道每个人都戴着帽子。
类型别名
可以直接在类型注解中编写对象类型和联合类型来使用它们。这虽然很方便,但是我们常常会有一个需求,就是如果多次使用同一个类型的话,可以通过一个名称来引用它。
类型别名正是如此(任意类型的名称)。类型别名的语法是:
ts
type Point = {
x: number;
y: number;
};
// 与前面的示例完全相同
function printCoord(pt: Point) {
console.log('x 的坐标值是 ' + pt.x);
console.log('y 的坐标值是 ' + pt.y);
}
printCoord({ x: 100, y: 100 });
实际上,不只是对象类型,你可以使用类型别名为任何类型命名。例如,类型别名可以命名联合类型:
ts
type ID = number | string;
请注意,别名只是别名(你不能使用类型别名来创建同一类型的不同“版本”)。当你使用别名时,它与你编写的别名所对应的类型完全一样。换句话说,这段代码可能看起来是非法的,但是对于 TypeScript 来说是正确的,因为这两种类型都是同一类型的别名:
ts
declare function getInput(): string;
declare function sanitize(str: string): string;
// ---cut---
type UserInputSanitizedString = string;
function sanitizeInput(str: string): UserInputSanitizedString {
return sanitize(str);
}
// 创建一个经过清理的输入框
let userInput = sanitizeInput(getInput());
// 仍然可以使用字符串重新赋值
userInput = '新的输入';
接口
接口声明是命名对象类型的另一种方式:
ts
interface Point {
x: number;
y: number;
}
function printCoord(pt: Point) {
console.log('x 的坐标值是 ' + pt.x);
console.log('y 的坐标值是 ' + pt.y);
}
printCoord({ x: 100, y: 100 });
就像我们上面使用类型别名时一样,这个示例的工作方式就像我们使用了匿名对象类型一样。TypeScript 只关心我们传递给 printCoord
的值的结构——它只关心它是否具有预期的属性。只关心类型的结构和功能,这就是为什么我们说 TypeScript 是一个结构化类型的类型系统。
类型别名和接口之间的区别
类型别名和接口非常相似,在大多数情况下你可以在它们之间自由选择。几乎所有的 interface
功能都可以在 type
中使用,关键区别在于不能重新开放类型以添加新的属性,而接口始终是可扩展的。
Interface | Type |
---|---|
扩展接口
| 通过 "&" 扩展类型
|
向现有接口添加新字段
| 类型创建后不能更改
|
在后面的章节中你会学到更多关于这些概念的知识,所以如果你没有立即理解这些知识,请不要担心。
- 在 TypeScript 4.2 之前,类型别名命名可能 会出现在错误消息中,有时代替等效的匿名类型(可能需要也可能不需要)。接口在错误消息中将始终被命名。
- 类型别名不能参与声明合并,但接口可以。
- 接口只能用于声明对象的形状,不能重命名基本类型。
- 接口名称将始终以其原始形式出现在错误消息中,但只有在按名称使用时才会出现。
在大多数情况下,你可以根据个人喜好进行选择,TypeScript 会告诉你它是否需要其他类型的声明。如果你想要启发式方法,可以使用 interface
直到你需要使用 type
中的功能。
类型断言
有时候你会遇到一种情况,就是 TypeScript 无法确定一些类型。
例如,如果你使用 document.getElementById
,TypeScript 只能知道它返回某种 HTMLElement
,但是可能你希望 TypeScript 知道的更具体一点,例如让它知道这个 ID 指向的应当是一个 HTMLCanvasElement
。
在这种情况下,你可以使用类型断言来指定更具体的类型:
ts
const myCanvas = document.getElementById('main_canvas') as HTMLCanvasElement;
与类型注解类似,类型断言会在编译时移除,不会影响代码的运行行为。
你也可以使用尖括号语法(除非代码在 .tsx
文件中),效果是一样的:
ts
const myCanvas = <HTMLCanvasElement>document.getElementById('main_canvas');
提醒:由于类型断言在编译时被移除,因此没有与类型断言相关的运行时检查。 如果类型断言错误,不会生成异常或
null
。
TypeScript 只允许将类型断言为更具体或更不具体的类型。这个规则阻止了一些“不可能”的强制转换,比如:
ts
// @errors: 2352
const x = 'hello' as number;
有时这个规则可能过于保守,会禁止一些更复杂的强制转换,尽管这些转换可能是有效的。如果遇到这种情况,你可以使用两个断言,先断言为 any
(或者后面我们会介绍的 unknown
),然后再断言为目标类型:
ts
declare const expr: any;
type T = { a: 1; b: 2; c: 3 };
// ---cut---
const a = expr as any as T;
字面类型(literal type)
除了通用的 string
和 number
类型之外,我们还可以在类型位置引用特定的字符串和数字。
可以这样想,JavaScript 提供了不同的声明变量的方式。var
和 let
都允许改变变量中保存的值,而 const
则不允许。这体现在 TypeScript 创建字面类型的方式上。
ts
let changingString = 'Hello World';
changingString = 'Olá Mundo';
// `changingString` 可以表示任意可能的字符串,所以 TypeScript 在类型系统中这样描述它
changingString;
// ^?
const constantString = 'Hello World';
// `constantString` 只能表示一个可能的字符串,它有字面类型的表示形式
constantString;
// ^?
单独来看,字面类型并没有多大价值:
ts
// @errors: 2322
let x: 'hello' = 'hello';
// OK
x = 'hello';
// ...
x = 'howdy';
只能是固定一个值的变量并没有多大用处!
但是如果将字面类型组合成联合类型,就可以表达更有用的概念,例如,只接受一组特定已知值的函数:
ts
// @errors: 2345
function printText(s: string, alignment: 'left' | 'right' | 'center') {
// ...
}
printText('Hello, world', 'left');
printText("G'day, mate", 'centre');
数字字面类型的工作方式相同:
ts
function compare(a: string, b: string): -1 | 0 | 1 {
return a === b ? 0 : a > b ? 1 : -1;
}
当然,你可以将其与非字面类型组合使用:
ts
// @errors: 2345
interface Options {
width: number;
}
function configure(x: Options | 'auto') {
// ...
}
configure({ width: 100 });
configure('auto');
configure('automatic');
还有一种字面类型:布尔字面类型。只有两种布尔字面类型,true
和 false
。boolean
类型本身实际上只是 true | false
的联合类型的别名。
字面量推断
如果你使用对象来初始化变量,TypeScript 会假设该对象的属性可能会在后续的代码中发生变化。例如,如果你编写了如下代码:
ts
declare const someCondition: boolean;
// ---cut---
const obj = { counter: 0 };
if (someCondition) {
obj.counter = 1;
}
TypeScript 不会认为将 1
赋值给之前为 0
的字段是一个错误。换句话说,obj.counter
必须具有类型 number
,而不是 0
,因为类型用于确定读取和写入行为。
字符串也是同样的情况:
ts
// @errors: 2345
declare function handleRequest(url: string, method: 'GET' | 'POST'): void;
// ---cut---
const req = { url: 'https://example.com', method: 'GET' };
handleRequest(req.url, req.method);
在上面的例子中,req.method
被推断为 string
,而不是 "GET"
。因为创建 req
和调用 handleRequest
之间可能会有代码对 req.method
进行赋值,例如将 "GUESS"
赋给 req.method
,TypeScript 认为此代码存在错误。
有两种方法可以解决这个问题。
可以通过在任一位置添加类型断言来改变推断结果:
tsdeclare function handleRequest(url: string, method: 'GET' | 'POST'): void; // ---cut--- // 改变 1: const req = { url: 'https://example.com', method: 'GET' as 'GET' }; // 改变 2: handleRequest(req.url, req.method as 'GET');
改变 1 的意思是 "我打算让
req.method
始终具有字面量类型"GET"
",阻止在之后将"GUESS"
赋值给该字段。 改变 2 的意思是 "我出于某些原因知道req.method
的值为"GET"
"。可以使用
as const
将整个对象转换为字面量类型:tsdeclare function handleRequest(url: string, method: 'GET' | 'POST'): void; // ---cut--- const req = { url: 'https://example.com', method: 'GET' } as const; handleRequest(req.url, req.method);
as const
后缀的作用类似于const
,但是针对的是类型系统,确保所有属性都被赋予字面量类型,而不是更一般的类型,如string
或number
。
null
和 undefined
JavaScript 有两个基本值,用于表示缺失或未初始化的值:null
和 undefined
。
TypeScript 也有两个相应的类型,名称相同。这些类型的特性取决于是否打开了 strictNullChecks
选项。
strictNullChecks
关闭
如果 strictNullChecks
关闭,可能为 null
或 undefined
的值仍然可以正常访问,并且可以将 null
和 undefined
赋值给任何类型的属性。这类似于没有空值检查的语言(例如 C#、Java)的行为。不检查这些值的缺失往往是错误的主要来源;建议尽可能打开 strictNullChecks
。
strictNullChecks
打开
如果 strictNullChecks
打开,当一个值为 null
或 undefined
时,你需要在使用该值的方法或属性之前进行检查。就像在使用可选属性之前检查 undefined
一样,我们可以使用缩小类型来检查可能为 null
的值:
ts
function doSomething(x: string | null) {
if (x === null) {
// 什么都不做
} else {
console.log('Hello, ' + x.toUpperCase());
}
}
非空断言操作符(后缀 !
)
TypeScript 还有一个特殊的语法,用于在不进行任何显式检查的情况下去除类型中的 null
和 undefined
。在任何表达式后面写 !
实际上是断言该值不是 null
或 undefined
:
ts
function liveDangerously(x?: number | null) {
// 没有错误
console.log(x!.toFixed());
}
与其他类型断言一样,这不会改变你的代码的运行行为,因此只有在你知道该值不可能为 null
或 undefined
时才使用 !
。
枚举
枚举是 TypeScript 添加到 JavaScript 中的功能,它允许描述一个值,该值可以是一组可能的命名常量之一。与大多数 TypeScript 特性不同,这不是 JavaScript 类型级别的添加,而是添加到语言和运行时的功能。因此,你应该知道这个特性的存在,但除非你确定,否则最好不要使用。你可以在枚举参考页面上阅读更多关于枚举的信息。
不常见的原始类型
值得一提的是 JavaScript 中的其他基本类型,在类型系统中也有相应的表示。我们在这里不会深入讨论。
bigint
从 ES2020 开始,JavaScript 中有一个用于表示非常大整数的基本类型 BigInt
:
ts
// @target: es2020
// 通过 BigInt 函数创建一个 bigint
const oneHundred: bigint = BigInt(100);
// 通过字面量语法创建一个 BigInt
const anotherHundred: bigint = 100n;
你可以在 TypeScript 3.2 发布说明中了解更多关于 BigInt
的信息。
symbol
JavaScript 中有一个用于通过 Symbol()
函数创建全局唯一引用的基本类型:
ts
// @errors: 2367
const firstName = Symbol('name');
const secondName = Symbol('name');
if (firstName === secondName) {
// 永远不会发生
}
你可以在 Symbols 参考页面中了解更多相关信息。