与我交流
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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。

string 类型与 number 类型不兼容:

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:

const 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:

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。

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 BaseChild 来说,如果 ChildBase 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 BaseChild 组合的复杂类型的类型兼容性中,它取决于相同场景下的 BaseChild 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,但是如我们说讨论的,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。

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:

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:

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 strictNullChecksfalse 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。

// 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。

这对于来自其他语言的人来说,可能会感到很困惑,但他们希望以下错误不会出现在 TypeScript 中:

interface Poin2D {
  x: number;
  y: 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
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:
enum Status {
  Ready,
  Waiting
}
enum Color {
  Red,
  Blue,
  Green
}

let status = Status.Ready;
let color = Color.Red;

status = color; // Error

  • 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。
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。
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:

interface Empty<T> {}

let x: Empty<number>;
let y: Empty<string>;

x = y; // ok

T 被成员使用时,它将在实例化泛型后影响兼容性:

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

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:

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 contraco 的变体,被认为对数组是不安全的。

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。