C++ TpeScript系列的泛型有什么用途

這篇文章主要介紹“C++ TpeScript系列的泛型有什么用途”，在日常操作中，相信很多人在C++ TpeScript系列的泛型有什么用途問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”C++ TpeScript系列的泛型有什么用途”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

一、模版

說(shuō)起泛型，不得不提一下泛型的鼻祖，模版。C++中的模版以燒腦殼和強(qiáng)大著稱(chēng)，并被各類(lèi)大牛津津樂(lè)道多年。就現(xiàn)在而言，Java、.NET或TS中的泛型都可以被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了C++模版的子集。對(duì)于子集的說(shuō)法，我不敢茍同。因?yàn)榫痛嬖诘哪康亩?，TS和C++模版完全不一樣。

C++模版的出現(xiàn)是為了產(chǎn)生類(lèi)型安全的通用容器。我們先來(lái)說(shuō)一下通用容器，比如我寫(xiě)了個(gè)鏈表或者數(shù)組，這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不太關(guān)心存在里面的具體數(shù)據(jù)是什么類(lèi)型，它都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的操作。但js本身不關(guān)注類(lèi)型和大小，所以js中的數(shù)組本來(lái)就是通用容器。對(duì)于TS而言，泛型的出現(xiàn)就可以解決這個(gè)問(wèn)題。另一個(gè)值得對(duì)比的是產(chǎn)生，C++模版最終產(chǎn)出的是對(duì)應(yīng)的類(lèi)或函數(shù)，但對(duì)于TS而言，TS無(wú)法產(chǎn)生任何東西。有的同學(xué)可能要問(wèn)了，TS不是最終產(chǎn)生JS代碼嗎？這樣說(shuō)有點(diǎn)不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)門(mén)S最終是分離出了JS代碼，而沒(méi)有對(duì)原有邏輯做任何處理。

C++模版的另一個(gè)目的就是元編程。這個(gè)元編程相當(dāng)?shù)貜?qiáng)大，它主要通過(guò)編譯時(shí)的程序設(shè)計(jì)構(gòu)造來(lái)優(yōu)化程序的執(zhí)行。就TS而言，目前它只做了一處類(lèi)似的優(yōu)化，就是const enum可以?xún)?nèi)聯(lián)在執(zhí)行的地方，僅此而已。關(guān)于這類(lèi)優(yōu)化，上篇結(jié)束的位置也提到了基于類(lèi)型推導(dǎo)的優(yōu)化，但目前而言，TS還沒(méi)有這個(gè)功能。倘若這類(lèi)簡(jiǎn)單的優(yōu)化都不支持，那對(duì)于更為復(fù)雜的元編程而言，就更不可能了（元編程需要對(duì)泛型參數(shù)進(jìn)行邏輯推導(dǎo)，并最終內(nèi)聯(lián)到使用到的地方）。

二、泛型

我認(rèn)為T(mén)S中的泛型主要有3個(gè)主要用途：

• 聲明泛型容器或組件。比如：各種容器類(lèi)Map、Array、Set等；各種組件，比如React.Component。

• 對(duì)類(lèi)型進(jìn)行約束。比如：使用extends約束傳入?yún)?shù)符合某種特定結(jié)構(gòu)。

• 生成新的類(lèi)型
  

關(guān)于第二、三點(diǎn)，因?yàn)橹拔恼乱呀?jīng)很清楚地提到過(guò)，這里不再贅述。關(guān)于第一點(diǎn)，我這里舉兩個(gè)例子：

第一個(gè)例子是關(guān)于泛型容器，假如我想實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的泛型鏈表，代碼如下：

class LinkedList<T> { // 泛型類(lèi)
  value: T;
  next?: LinkedList<T>; // 可以使用自身進(jìn)行類(lèi)型聲明
  constructor(value: T, next?: LinkedList<T>) {
    this.value = value;
    this.next = next;
  }
  log() {
    if (this.next) {
      this.next.log();
    }
    console.log(this.value);
  }
}
let list: LinkedList<number>; // 泛型特化為number
[1, 2, 3].forEach(value => {
  list = new LinkedList(value, list);
});
list.log(); // 1 2 3

第二個(gè)是泛型組件，假如我想實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的表單組件，可以這樣寫(xiě)：

function Form<T extends { [key: string]: any }>({ data }: { data: T }) {
  return (
    <form>
      {data.map((value, key) => <input name={key} value={value} />)}
    </form>
  )
}

這個(gè)例子不止演示了泛型組件，也演示了如何使用extends定義泛型約束。現(xiàn)實(shí)中的泛型表單組件可能比這個(gè)更為復(fù)雜，上面只是演示一下思路。

到此為止，TS的泛型就講完了！但這個(gè)文章還沒(méi)完，下面我們來(lái)看一下泛型的一些高級(jí)使用技巧。

三、泛型遞歸

遞歸簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是函數(shù)的輸出可以繼續(xù)作為輸入來(lái)進(jìn)行邏輯演算的一類(lèi)解決問(wèn)題的思路。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如我們要算加法，定義了一個(gè)add函數(shù)，它只能求兩個(gè)數(shù)的和，但現(xiàn)在我們有1，2，3等三個(gè)數(shù)需要計(jì)算，那我們?nèi)绾斡矛F(xiàn)有的工具解決這個(gè)問(wèn)題呢？答案很簡(jiǎn)單，首先算add(1, 2)是3，然后add(3, 3)是6。這就是遞歸的思路。

在現(xiàn)實(shí)生活中，遞歸是如此的常見(jiàn)，以至于我們經(jīng)常忽略它的存在。程序的世界也是如此。這里舉個(gè)例子，并用這個(gè)例子來(lái)說(shuō)明TS中的遞歸如何實(shí)現(xiàn)。比如，我現(xiàn)在有個(gè)泛型類(lèi)型ReturnType<T>，它可以返回一個(gè)函數(shù)的返回類(lèi)型。但我現(xiàn)在有個(gè)調(diào)用層級(jí)很深的函數(shù)，而且我不知道它的層級(jí)有多深，我該如何做呢？

思路一：

type DeepReturnType<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? DeepReturnType<ReturnType<T>> // 這里引用自身
  : ReturnType<T>;

上面代碼的說(shuō)明：這里定義了一個(gè)DeepReturnType的泛型類(lèi)型，類(lèi)型約束為接受任意參數(shù)、返回任意類(lèi)型的函數(shù)。若它的返回類(lèi)型是個(gè)函數(shù)，則繼續(xù)用返回類(lèi)型調(diào)用自身，否則返回函數(shù)的返回類(lèi)型。

任何直觀、簡(jiǎn)潔的方案背后都有一個(gè)但是。但是，這個(gè)是無(wú)法通過(guò)編譯的。主要原因是，TS暫時(shí)不支持。以后支不支持我不知道，但，官方給的理由很明確：

• 這個(gè)有著環(huán)形的意圖不可能構(gòu)成對(duì)象圖，除非你以某種方式推遲（通過(guò)惰性或狀態(tài)）。

• 真的沒(méi)有辦法知道類(lèi)型推導(dǎo)是否結(jié)束。

• 我們可以在編譯器中使用有限類(lèi)型的遞歸，但問(wèn)題不在于類(lèi)型是否終止，而是計(jì)算密集程度和內(nèi)存分配律如何。

• 一個(gè)元問(wèn)題：我們是否希望人們編寫(xiě)這樣的代碼？這種使用場(chǎng)景是存在的，但這樣實(shí)現(xiàn)的類(lèi)型不一定適合庫(kù)的消費(fèi)者。

• 結(jié)論：我們還沒(méi)有為這種件事做好準(zhǔn)備。
  

所以，我們?cè)撊绾螌?shí)現(xiàn)這類(lèi)需求呢？方法是有的，如官方給出的思路，我們可以使用有限次數(shù)的遞歸。下面給出我的思路：

// 兩層泛型類(lèi)型
type ReturnType1<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
// 三層泛型類(lèi)型
type ReturnType2<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType1<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
// 四層泛型類(lèi)型，可以滿(mǎn)足絕大多數(shù)情況
type DeepReturnType<T extends (...args: any) => any> = ReturnType<T> extends (
  ...args: any
) => any
  ? ReturnType2<ReturnType<T>>
  : ReturnType<T>;
  
// 測(cè)試
const deep3Fn = () => () => () => () => "flag is win" as const; // 四層函數(shù)
type Returned = DeepReturnType<typeof deep3Fn>; // type Returned = "flag is win"
const deep1Fn = () => "flag is win" as const; // 一層函數(shù)
type Returned = DeepReturnType<typeof deep1Fn>; // type Returned = "flag is win"

這種技巧可以推廣到定義深層結(jié)構(gòu)的Exclude、Optional或Required等等。

四、默認(rèn)泛型參數(shù)

有時(shí)候我們很喜歡泛型，但有時(shí)候我們又不希望類(lèi)或函數(shù)的消費(fèi)者每次都指定泛型的類(lèi)型，這時(shí)候，我們可以使用默認(rèn)的泛型參數(shù)。這個(gè)在很多第三方庫(kù)中廣泛使用，比如：

// 接收P S C的泛型組件
class Component<P,S,C> {
  props: P;
  state: S;
  context:C
  ....
}
// 需要這樣使用
class MyComponent extends Component<{}, {}, {}>{}

// 但如果我的組件是個(gè)很純粹的組件，并不需要props、state和context呢
// 可以這樣定義
class Component<P = {}, S = {}, C = {}> {
  props: P;
  state: S;
  context:C
  ....
}
// 然后可以這么使用
class MyComponent extends Component {}

我覺(jué)得這個(gè)特性非常實(shí)用，它以一種js中很自然的方式實(shí)現(xiàn)了C++模版中的partial instantiation。

五、泛型重載

泛型重載在官方文檔上提過(guò)幾嘴，這種重載依賴(lài)于函數(shù)重載的一些機(jī)制，因此，我們先來(lái)看一下TS中的函數(shù)重載吧。這里，我用lodash里面的map函數(shù)來(lái)舉例。map函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)可以接受一個(gè)string或是function，比如官網(wǎng)的例子：

const square = (n) => n * n;

// 接收函數(shù)的map
map({ 'a': 4, 'b': 8 }, square);
// => [16, 64] (iteration order is not guaranteed)
 
const users = [
  { 'user': 'barney' },
  { 'user': 'fred' }
];

// 接收string的map
map(users, 'user');
// => ['barney', 'fred']

那么，這樣的類(lèi)型聲明如何在TS中表達(dá)呢？我可以使用函數(shù)重載，比如這樣：

// 這里只做演示，不保證正確性。真實(shí)場(chǎng)景下這里需要填充正確的類(lèi)型，而不是any
interface MapFn {
  (obj: any, prop: string): any; // 當(dāng)接收string時(shí)的情況，情景一
  (obj: any, fn: (value: any) => any): any; // 當(dāng)接收函數(shù)時(shí)的情況，情景二
}
const map: MapFn = () => ({});

map(users, 'user'); // 重載情景一
map({ 'a': 4, 'b': 8 }, square); // 重載情景二

上面這段代碼使用了TS中比較奇特的一種機(jī)制，也就是函數(shù)、new等 類(lèi)函數(shù)的定義可以寫(xiě)在interface中。這個(gè)特性的出現(xiàn)主要是為了支持js中可調(diào)用的對(duì)象，比如，在jQuery中，我們可以直接執(zhí)行$("#banner-message")，或者調(diào)用其方法 $.ajax()。

當(dāng)然，也可以使用另一種更為傳統(tǒng)的做法，比如下面這樣：

function map(obj: any, prop: string): any;
function map(obj: any, fn: (value: any) => any): any;
function map(obj, secondary): any {}

這里，基本講清楚了函數(shù)重載。推廣到泛型，基本上是一樣的。這里舉一個(gè)知友提的問(wèn)題的例子，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，這里不再贅述。解決思路大概是這樣的：

interface FN {
  (obj: { value: string; onChange: () => {} }): void;
  <T extends {[P in keyof T]: never}>(obj: T): void;
  //  ，對(duì)于obj的類(lèi)型T而言，它始終不接收其它的key。
}

const fn: FN = () => {};

fn({}); // 正確
fn({ value: "Hi" }); // 錯(cuò)誤
fn({ onChange: () => {} }); // 錯(cuò)誤
fn({ value: "Hi", onChange: () => ({}) }); // 正確

對(duì)于React生態(tài)，這里有一個(gè)比較值得閱讀的泛型重載的實(shí)例，那就是connect函數(shù)，大家可以移步到它的源碼以便了解更多。

整體而言，我不太喜歡這篇文章。究其原因，TS中的泛型使用廣泛，因其設(shè)計(jì)初衷的原因，可玩性較差。但我對(duì)這種設(shè)計(jì)理念是支持的，首先，它能夠滿(mǎn)足我們定義類(lèi)型的要求，其次，它做到了比C++模版更為簡(jiǎn)單易用。

到此，關(guān)于“C++ TpeScript系列的泛型有什么用途”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！