五、函数-function

 5.1、前言

函数是JavaScript应用程序的基础。 它帮助你实现抽象层，模拟类，信息隐藏和模块。 在TypeScript里，虽然已经支持类，命名空间和模块，但函数仍然是主要的定义行为的地方。 TypeScript为JavaScript函数添加了额外的功能，让我们可以更容易地使用。

 5.2、函数

和JavaScript一样，TypeScript函数可以创建有名字的函数和匿名函数。 你可以随意选择适合应用程序的方式，不论是定义一系列API函数还是只使用一次的函数。

通过下面的例子可以迅速回想起这两种JavaScript中的函数：

// Named function
function add(x, y) {
    return x + y;
}

// Anonymous function
let myAdd = function(x, y) { return x + y; };

在JavaScript里，函数可以使用函数体外部的变量。 当函数这么做时，我们说它‘捕获’了这些变量。 至于为什么可以这样做以及其中的利弊超出了本文的范围，但是深刻理解这个机制对学习JavaScript和TypeScript会很有帮助。

let z = 100;

function addToZ(x, y) {
    return x + y + z;
}

 5.3、函数类型

 5.3.1、为函数定义类型

让我们为上面那个函数添加类型：

function add(x: number, y: number): number {
    return x + y;
}

let myAdd = function(x: number, y: number): number { return x + y; };

我们可以给每个参数添加类型之后再为函数本身添加返回值类型。 TypeScript能够根据返回语句自动推断出返回值类型，因此我们通常省略它。

 5.3.2、书写完整函数类型

现在我们已经为函数指定了类型，下面我们写出函数的完整类型。

let myAdd: (x:number, y:number) => number =
    function(x: number, y: number): number { return x + y; };

函数类型包含两部分：参数类型和返回值类型。 当写出完整函数类型的时候，这两部分都是需要的。 我们以参数列表的形式写出参数类型，为每个参数指定一个名字和类型。 这个名字只是为了增加可读性。 我们也可以这么写：

let myAdd: (baseValue: number, increment: number) => number =
    function(x: number, y: number): number { return x + y; };

只要参数类型是匹配的，那么就认为它是有效的函数类型，而不在乎参数名是否正确。

第二部分是返回值类型。 对于返回值，我们在函数和返回值类型之前使用(=>)符号，使之清晰明了。 如之前提到的，返回值类型是函数类型的必要部分，如果函数没有返回任何值，你也必须指定返回值类型为void而不能留空。

函数的类型只是由参数类型和返回值组成的。 函数中使用的捕获变量不会体现在类型里。 实际上，这些变量是函数的隐藏状态并不是组成API的一部分。

 5.3.3、推断类型

尝试这个例子的时候，你会发现如果你在赋值语句的一边指定了类型但是另一边没有类型的话，TypeScript编译器也会自动识别出类型：

// myAdd has the full function type
let myAdd = function(x: number, y: number): number { return x + y; };

// The parameters `x` and `y` have the type number
let myAdd: (baseValue: number, increment: number) => number =
    function(x, y) { return x + y; };

这叫做“按上下文归类”，是类型推论的一种。 它帮助我们更好地为程序指定类型。

 5.3.4、可选参数和默认参数

TypeScript里的每个函数参数都是必须的。这不是指传递null或undefined作为参数，而是说编译器检查用户是否为每个参数都传入了值。编译器还会假设只有这些参数会被传递进函数。简短的说，传递给一个函数的参数个数必须与函数期望的参数个数一致。

function buildName(firstName: string, lastName: string) {
    return firstName + " " + lastName;
}

let result1 = buildName("Bob");                  // error, too few parameters
let result2 = buildName("Bob", "Adams", "Sr.");  // error, too many parameters
let result3 = buildName("Bob", "Adams");         // ah, just right

JavaScript里，每个参数都是可选的，可传可不传。 没传参的时候，它的值就是undefined。 在TypeScript里我们可以在参数名旁使用?实现可选参数的功能。 比如，我们想让last name是可选的：

function buildName(firstName: string, lastName?: string) {
    if (lastName)
        return firstName + " " + lastName;
    return firstName;
}

let result1 = buildName("Bob");  // works correctly now
let result2 = buildName("Bob", "Adams", "Sr.");  // error, too many parameters
let result3 = buildName("Bob", "Adams");  // ah, just right

可选参数必须跟在必须参数后面。 如果上例我们想让first name是可选的，那么就必须调整它们的位置，把first name放在后面。

在TypeScript里，我们也可以为参数提供一个默认值当用户没有传递这个参数或传递的值是undefined时。 它们叫做有默认初始化值的参数。 让我们修改上例，把last name的默认值设置为"Smith"。

function buildName(firstName: string, lastName = "Smith") {
    return firstName + " " + lastName;
}

let result1 = buildName("Bob");                  // works correctly now, returns "Bob Smith"
let result2 = buildName("Bob", undefined);       // still works, also returns "Bob Smith"
let result3 = buildName("Bob", "Adams", "Sr.");  // error, too many parameters
let result4 = buildName("Bob", "Adams");         // ah, just right

在所有必须参数后面的带默认初始化的参数都是可选的，与可选参数一样，在调用函数的时候可以省略。 也就是说可选参数与末尾的默认参数共享参数类型。

function buildName(firstName: string, lastName?: string) {
    // ...
}

和

function buildName(firstName: string, lastName = "Smith") {
    // ...
}

共享同样的类型(firstName: string, lastName?: string) => string。 默认参数的默认值消失了，只保留了它是一个可选参数的信息。

与普通可选参数不同的是，带默认值的参数不需要放在必须参数的后面。 如果带默认值的参数出现在必须参数前面，用户必须明确的传入undefined值来获得默认值。 例如，我们重写最后一个例子，让firstName是带默认值的参数

function buildName(firstName = "Will", lastName: string) {
    return firstName + " " + lastName;
}

let result1 = buildName("Bob");                  // error, too few parameters
let result2 = buildName("Bob", "Adams", "Sr.");  // error, too many parameters
let result3 = buildName("Bob", "Adams");         // okay and returns "Bob Adams"
let result4 = buildName(undefined, "Adams");     // okay and returns "Will Adams"

 5.3.5、剩余参数（即可变参数）

必要参数，默认参数和可选参数有个共同点：它们表示某一个参数。 有时，你想同时操作多个参数，或者你并不知道会有多少参数传递进来。 在JavaScript里，你可以使用arguments来访问所有传入的参数。

在TypeScript里，你可以把所有参数收集到一个变量里：

function buildName(firstName: string, ...restOfName: string[]) {
  return firstName + " " + restOfName.join(" ");
}

let employeeName = buildName("Joseph", "Samuel", "Lucas", "MacKinzie");

剩余参数会被当做个数不限的可选参数。 可以一个都没有，同样也可以有任意个。 编译器创建参数数组，名字是你在省略号（...）后面给定的名字，你可以在函数体内使用这个数组。

这个省略号也会在带有剩余参数的函数类型定义上使用到：

function buildName(firstName: string, ...restOfName: string[]) {
  return firstName + " " + restOfName.join(" ");
}

let buildNameFun: (fname: string, ...rest: string[]) => string = buildName;

 5.4、this

学习如何在JavaScript里正确使用this就好比一场成年礼。 由于TypeScript是JavaScript的超集，TypeScript程序员也需要弄清this工作机制并且当有bug的时候能够找出错误所在。 幸运的是，TypeScript能通知你错误地使用了this的地方。 如果你想了解JavaScript里的this是如何工作的，那么首先阅读Yehuda Katz写的Understanding JavaScript Function Invocation and “this”。 Yehuda的文章详细的阐述了this的内部工作原理，因此我们这里只做简单介绍。

 5.4.1、this和箭头函数

JavaScript里，this的值在函数被调用的时候才会指定。 这是个既强大又灵活的特点，但是你需要花点时间弄清楚函数调用的上下文是什么。 但众所周知，这不是一件很简单的事，尤其是在返回一个函数或将函数当做参数传递的时候。

下面看一个例子：

let deck = {
    suits: ["hearts", "spades", "clubs", "diamonds"],
    cards: Array(52),
    createCardPicker: function() {
        return function() {
            let pickedCard = Math.floor(Math.random() * 52);
            let pickedSuit = Math.floor(pickedCard / 13);

            return {suit: this.suits[pickedSuit], card: pickedCard % 13};
        }
    }
}

let cardPicker = deck.createCardPicker();
let pickedCard = cardPicker();

alert("card: " + pickedCard.card + " of " + pickedCard.suit);

可以看到createCardPicker是个函数，并且它又返回了一个函数。 如果我们尝试运行这个程序，会发现它并没有弹出对话框而是报错了。 因为createCardPicker返回的函数里的this被设置成了window而不是deck对象。 因为我们只是独立的调用了cardPicker()。 顶级的非方法式调用会将this视为window。 （注意：在严格模式下，this为undefined而不是window）。

为了解决这个问题，我们可以在函数被返回时就绑好正确的this。 这样的话，无论之后怎么使用它，都会引用绑定的‘deck’对象。 我们需要改变函数表达式来使用ECMAScript 6箭头语法。 箭头函数能保存函数创建时的this值，而不是调用时的值：

let deck = {
    suits: ["hearts", "spades", "clubs", "diamonds"],
    cards: Array(52),
    createCardPicker: function() {
        // NOTE: the line below is now an arrow function, allowing us to capture 'this' right here
        return () => {
            let pickedCard = Math.floor(Math.random() * 52);
            let pickedSuit = Math.floor(pickedCard / 13);

            return {suit: this.suits[pickedSuit], card: pickedCard % 13};
        }
    }
}

let cardPicker = deck.createCardPicker();
let pickedCard = cardPicker();

alert("card: " + pickedCard.card + " of " + pickedCard.suit);

更好事情是，TypeScript会警告你犯了一个错误，如果你给编译器设置了--noImplicitThis标记。 它会指出this.suits[pickedSuit]里的this的类型为any。

 5.4.2、this参数

不幸的是，this.suits[pickedSuit]的类型依旧为any。 这是因为this来自对象字面量里的函数表达式。 修改的方法是，提供一个显式的this参数。 this参数是个假的参数，它出现在参数列表的最前面：

function f(this: void) {
    // make sure `this` is unusable in this standalone function
}

让我们往例子里添加一些接口，Card 和 Deck，让类型重用能够变得清晰简单些：

interface Card {
    suit: string;
    card: number;
}
interface Deck {
    suits: string[];
    cards: number[];
    createCardPicker(this: Deck): () => Card;
}
let deck: Deck = {
    suits: ["hearts", "spades", "clubs", "diamonds"],
    cards: Array(52),
    // NOTE: The function now explicitly specifies that its callee must be of type Deck
    createCardPicker: function(this: Deck) {
        return () => {
            let pickedCard = Math.floor(Math.random() * 52);
            let pickedSuit = Math.floor(pickedCard / 13);

            return {suit: this.suits[pickedSuit], card: pickedCard % 13};
        }
    }
}

let cardPicker = deck.createCardPicker();
let pickedCard = cardPicker();

alert("card: " + pickedCard.card + " of " + pickedCard.suit);

现在TypeScript知道createCardPicker期望在某个Deck对象上调用。 也就是说this是Deck类型的，而非any，因此--noImplicitThis不会报错了。

 5.4.3、回调函数里的this参数

当你将一个函数传递到某个库函数里在稍后被调用时，你可能也见到过回调函数里的this会报错。 因为当回调函数被调用时，它会被当成一个普通函数调用，this将为undefined。 稍做改动，你就可以通过this参数来避免错误。 首先，库函数的作者要指定this的类型：

interface UIElement {
    addClickListener(onclick: (this: void, e: Event) => void): void;
}

this: void意味着addClickListener期望onclick是一个函数且它不需要一个this类型。 然后，为调用代码里的this添加类型注解：

class Handler {
    info: string;
    onClickBad(this: Handler, e: Event) {
        // oops, used this here. using this callback would crash at runtime
        this.info = e.message;
    }
}
let h = new Handler();
uiElement.addClickListener(h.onClickBad); // error!

指定了this类型后，你显式声明onClickBad必须在Handler的实例上调用。 然后TypeScript会检测到addClickListener要求函数带有this: void。 改变this类型来修复这个错误：

class Handler {
    info: string;
    onClickGood(this: void, e: Event) {
        // can't use this here because it's of type void!
        console.log('clicked!');
    }
}
let h = new Handler();
uiElement.addClickListener(h.onClickGood);

因为onClickGood指定了this类型为void，因此传递addClickListener是合法的。 当然了，这也意味着不能使用this.info. 如果你两者都想要，你不得不使用箭头函数了：

class Handler {
    info: string;
    onClickGood = (e: Event) => { this.info = e.message }
}

这是可行的因为箭头函数不会捕获this，所以你总是可以把它们传给期望this: void的函数。 缺点是每个Handler对象都会创建一个箭头函数。 另一方面，方法只会被创建一次，添加到Handler的原型链上。 它们在不同Handler对象间是共享的。

 5.5、重载

JavaScript本身是个动态语言。JavaScript里函数根据传入的不同的参数而返回不同类型的数据是很常见的。

let suits = ["hearts", "spades", "clubs", "diamonds"];

function pickCard(x): any {
    // Check to see if we're working with an object/array
    // if so, they gave us the deck and we'll pick the card
    if (typeof x == "object") {
        let pickedCard = Math.floor(Math.random() * x.length);
        return pickedCard;
    }
    // Otherwise just let them pick the card
    else if (typeof x == "number") {
        let pickedSuit = Math.floor(x / 13);
        return { suit: suits[pickedSuit], card: x % 13 };
    }
}

let myDeck = [{ suit: "diamonds", card: 2 }, { suit: "spades", card: 10 }, { suit: "hearts", card: 4 }];
let pickedCard1 = myDeck[pickCard(myDeck)];
alert("card: " + pickedCard1.card + " of " + pickedCard1.suit);

let pickedCard2 = pickCard(15);
alert("card: " + pickedCard2.card + " of " + pickedCard2.suit);

pickCard方法根据传入参数的不同会返回两种不同的类型。 如果传入的是代表纸牌的对象，函数作用是从中抓一张牌。 如果用户想抓牌，我们告诉他抓到了什么牌。 但是这怎么在类型系统里表示呢。

方法是为同一个函数提供多个函数类型定义来进行函数重载。 编译器会根据这个列表去处理函数的调用。 下面我们来重载pickCard函数。

let suits = ["hearts", "spades", "clubs", "diamonds"];

function pickCard(x: {suit: string; card: number; }[]): number;
function pickCard(x: number): {suit: string; card: number; };
function pickCard(x): any {
    // Check to see if we're working with an object/array
    // if so, they gave us the deck and we'll pick the card
    if (typeof x == "object") {
        let pickedCard = Math.floor(Math.random() * x.length);
        return pickedCard;
    }
    // Otherwise just let them pick the card
    else if (typeof x == "number") {
        let pickedSuit = Math.floor(x / 13);
        return { suit: suits[pickedSuit], card: x % 13 };
    }
}

let myDeck = [{ suit: "diamonds", card: 2 }, { suit: "spades", card: 10 }, { suit: "hearts", card: 4 }];
let pickedCard1 = myDeck[pickCard(myDeck)];
alert("card: " + pickedCard1.card + " of " + pickedCard1.suit);

let pickedCard2 = pickCard(15);
alert("card: " + pickedCard2.card + " of " + pickedCard2.suit);

这样改变后，重载的pickCard函数在调用的时候会进行正确的类型检查。

为了让编译器能够选择正确的检查类型，它与JavaScript里的处理流程相似。 它查找重载列表，尝试使用第一个重载定义。 如果匹配的话就使用这个。 因此，在定义重载的时候，一定要把最精确的定义放在最前面。

注意，function pickCard(x): any并不是重载列表的一部分，因此这里只有两个重载：一个是接收对象另一个接收数字。 以其它参数调用pickCard会产生错误。

 六、泛型(generic)

 6.1、前言

软件工程中，我们不仅要创建一致的定义良好的API，同时也要考虑可重用性。 组件不仅能够支持当前的数据类型，同时也能支持未来的数据类型，这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。

在像C#和Java这样的语言中，可以使用泛型来创建可重用的组件，一个组件可以支持多种类型的数据。 这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。

下面来创建第一个使用泛型的例子：identity函数。 这个函数会返回任何传入它的值。 你可以把这个函数当成是echo命令。

不用泛型的话，这个函数可能是下面这样：

function identity(arg: number): number {
    return arg;
}

或者，我们使用any类型来定义函数：

function identity(arg: any): any {
    return arg;
}

使用any类型会导致这个函数可以接收任何类型的arg参数，这样就丢失了一些信息：传入的类型与返回的类型应该是相同的。 如果我们传入一个数字，我们只知道任何类型的值都有可能被返回。

因此，我们需要一种方法使返回值的类型与传入参数的类型是相同的。 这里，我们使用了类型变量，它是一种特殊的变量，只用于表示类型而不是值。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

我们给identity添加了类型变量T。 T帮助我们捕获用户传入的类型（比如：number），之后我们就可以使用这个类型。 之后我们再次使用了T当做返回值类型。现在我们可以知道参数类型与返回值类型是相同的了。 这允许我们跟踪函数里使用的类型的信息。

我们把这个版本的identity函数叫做泛型，因为它可以适用于多个类型。 不同于使用any，它不会丢失信息，像第一个例子那像保持准确性，传入数值类型并返回数值类型。

我们定义了泛型函数后，可以用两种方法使用。 第一种是，传入所有的参数，包含类型参数：

let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'

这里我们明确的指定了T是string类型，并做为一个参数传给函数，使用了<>括起来而不是()。

第二种方法更普遍。利用了类型推论 – 即编译器会根据传入的参数自动地帮助我们确定T的类型：

let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'

注意我们没必要使用尖括号（<>）来明确地传入类型；编译器可以查看myString的值，然后把T设置为它的类型。 类型推论帮助我们保持代码精简和高可读性。如果编译器不能够自动地推断出类型的话，只能像上面那样明确的传入T的类型，在一些复杂的情况下，这是可能出现的。

 6.2、使用泛型变量

使用泛型创建像identity这样的泛型函数时，编译器要求你在函数体必须正确的使用这个通用的类型。 换句话说，你必须把这些参数当做是任意或所有类型。

看下之前identity例子：

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

如果我们想同时打印出arg的长度。 我们很可能会这样做：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

如果这么做，编译器会报错说我们使用了arg的.length属性，但是没有地方指明arg具有这个属性。 记住，这些类型变量代表的是任意类型，所以使用这个函数的人可能传入的是个数字，而数字是没有.length属性的。

现在假设我们想操作T类型的数组而不直接是T。由于我们操作的是数组，所以.length属性是应该存在的。 我们可以像创建其它数组一样创建这个数组：

function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

你可以这样理解loggingIdentity的类型：泛型函数loggingIdentity，接收类型参数T和参数arg，它是个元素类型是T的数组，并返回元素类型是T的数组。 如果我们传入数字数组，将返回一个数字数组，因为此时T的的类型为number。 这可以让我们把泛型变量T当做类型的一部分使用，而不是整个类型，增加了灵活性。

我们也可以这样实现上面的例子：

function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

使用过其它语言的话，你可能对这种语法已经很熟悉了。 在下一节，会介绍如何创建自定义泛型像Array<T>一样。

 6.3、泛型类型

上一节，我们创建了identity通用函数，可以适用于不同的类型。 在这节，我们研究一下函数本身的类型，以及如何创建泛型接口。

泛型函数的类型与非泛型函数的类型没什么不同，只是有一个类型参数在最前面，像函数声明一样：

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: <T>(arg: T) => T = identity;

我们也可以使用不同的泛型参数名，只要在数量上和使用方式上能对应上就可以。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: <U>(arg: U) => U = identity;

我们还可以使用带有调用签名的对象字面量来定义泛型函数：

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: {<T>(arg: T): T} = identity;

这引导我们去写第一个泛型接口了。 我们把上面例子里的对象字面量拿出来做为一个接口：

interface GenericIdentityFn {
    <T>(arg: T): T;
}

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: GenericIdentityFn = identity;

一个相似的例子，我们可能想把泛型参数当作整个接口的一个参数。 这样我们就能清楚的知道使用的具体是哪个泛型类型（比如：Dictionary<string>而不只是Dictionary）。 这样接口里的其它成员也能知道这个参数的类型了。

interface GenericIdentityFn<T> {
    (arg: T): T;
}

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

let myIdentity: GenericIdentityFn<number> = identity;

注意，我们的示例做了少许改动。 不再描述泛型函数，而是把非泛型函数签名作为泛型类型一部分。 当我们使用GenericIdentityFn的时候，还得传入一个类型参数来指定泛型类型（这里是：number），锁定了之后代码里使用的类型。 对于描述哪部分类型属于泛型部分来说，理解何时把参数放在调用签名里和何时放在接口上是很有帮助的。

除了泛型接口，我们还可以创建泛型类。 注意，无法创建泛型枚举和泛型命名空间。

 6.4、泛型类

泛型类看上去与泛型接口差不多。 泛型类使用（<>）括起泛型类型，跟在类名后面。

class GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();
myGenericNumber.zeroValue = 0;
myGenericNumber.add = function(x, y) { return x + y; };

GenericNumber类的使用是十分直观的，并且你可能已经注意到了，没有什么去限制它只能使用number类型。 也可以使用字符串或其它更复杂的类型。

let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

alert(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));

与接口一样，直接把泛型类型放在类后面，可以帮助我们确认类的所有属性都在使用相同的类型。

我们在类那节说过，类有两部分：静态部分和实例部分。 泛型类指的是实例部分的类型，所以类的静态属性不能使用这个泛型类型。

 6.5、泛型约束

你应该会记得之前的一个例子，我们有时候想操作某类型的一组值，并且我们知道这组值具有什么样的属性。 在loggingIdentity例子中，我们想访问arg的length属性，但是编译器并不能证明每种类型都有length属性，所以就报错了。

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

相比于操作any所有类型，我们想要限制函数去处理任意带有.length属性的所有类型。 只要传入的类型有这个属性，我们就允许，就是说至少包含这一属性。 为此，我们需要列出对于T的约束要求。

为此，我们定义一个接口来描述约束条件。 创建一个包含.length属性的接口，使用这个接口和extends关键字还实现约束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
    return arg;
}

现在这个泛型函数被定义了约束，因此它不再是适用于任意类型：

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

我们需要传入符合约束类型的值，必须包含必须的属性：

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

6.6 、在泛型约束中使用类型参数

你可以声明一个类型参数，且它被另一个类型参数所约束。 比如，现在我们想要用属性名从对象里获取这个属性。 并且我们想要确保这个属性存在于对象obj上，因此我们需要在这两个类型之间使用约束。

function getProperty<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K) {
    return obj[key];
}

let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };

getProperty(x, "a"); // okay
getProperty(x, "m"); // error: Argument of type 'm' isn't assignable to 'a' | 'b' | 'c' | 'd'.

 6.7、在泛型里使用类类型

在TypeScript使用泛型创建工厂函数时，需要引用构造函数的类类型。比如：

function create<T>(c: {new(): T; }): T {
    return new c();
}

一个更高级的例子，使用原型属性推断并约束构造函数与类实例的关系。

class BeeKeeper {
    hasMask: boolean;
}

class ZooKeeper {
    nametag: string;
}

class Animal {
    numLegs: number;
}

class Bee extends Animal {
    keeper: BeeKeeper;
}

class Lion extends Animal {
    keeper: ZooKeeper;
}

function createInstance<A extends Animal>(c: new () => A): A {
    return new c();
}

createInstance(Lion).keeper.nametag;  // typechecks!
createInstance(Bee).keeper.hasMask;   // typechecks!

 七、枚举(enum)

 7.1、枚举

使用枚举我们可以定义一些有名字的数字常量。 枚举通过enum关键字来定义。

enum Direction {
    Up = 1,
    Down,
    Left,
    Right
}

一个枚举类型可以包含零个或多个枚举成员。 枚举成员具有一个数字值，它可以是常数或是计算得出的值 当满足如下条件时，枚举成员被当作是常数：

• 不具有初始化函数并且之前的枚举成员是常数。 在这种情况下，当前枚举成员的值为上一个枚举成员的值加1。 但第一个枚举元素是个例外。 如果它没有初始化方法，那么它的初始值为0。

• 枚举成员使用

  常数枚举表达式

  初始化。 常数枚举表达式是TypeScript表达式的子集，它可以在编译阶段求值。 当一个表达式满足下面条件之一时，它就是一个常数枚举表达式：

  • 数字字面量
  • 引用之前定义的常数枚举成员（可以是在不同的枚举类型中定义的） 如果这个成员是在同一个枚举类型中定义的，可以使用非限定名来引用。
  • 带括号的常数枚举表达式
  • +, -, ~ 一元运算符应用于常数枚举表达式
  • +, -, *, /, %, <<, >>, >>>, &, |, ^ 二元运算符，常数枚举表达式做为其一个操作对象。 若常数枚举表达式求值后为NaN或Infinity，则会在编译阶段报错。

所有其它情况的枚举成员被当作是需要计算得出的值。

enum FileAccess {
    // constant members
    None,
    Read    = 1 << 1,
    Write   = 1 << 2,
    ReadWrite  = Read | Write,
    // computed member
    G = "123".length
}

枚举是在运行时真正存在的一个对象。 其中一个原因是因为这样可以从枚举值到枚举名进行反向映射。

enum Enum {
    A
}
let a = Enum.A;
let nameOfA = Enum[a]; // "A"

编译成：

var Enum;
(function (Enum) {
    Enum[Enum["A"] = 0] = "A";
})(Enum || (Enum = {}));
var a = Enum.A;
var nameOfA = Enum[a]; // "A"

生成的代码中，枚举类型被编译成一个对象，它包含双向映射（name -> value）和（value -> name）。 引用枚举成员总会生成一次属性访问并且永远不会内联。 在大多数情况下这是很好的并且正确的解决方案。 然而有时候需求却比较严格。 当访问枚举值时，为了避免生成多余的代码和间接引用，可以使用常数枚举。 常数枚举是在enum关键字前使用const修饰符。

const enum Enum {
    A = 1,
    B = A * 2
}

常数枚举只能使用常数枚举表达式并且不同于常规的枚举的是它们在编译阶段会被删除。 常数枚举成员在使用的地方被内联进来。 这是因为常数枚举不可能有计算成员。

const enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right]

生成后的代码为：

var directions = [0 /* Up */, 1 /* Down */, 2 /* Left */, 3 /* Right */];

 7.2、外部枚举

外部枚举用来描述已经存在的枚举类型的形状。

declare enum Enum {
    A = 1,
    B,
    C = 2
}

外部枚举和非外部枚举之间有一个重要的区别，在正常的枚举里，没有初始化方法的成员被当成常数成员。 对于非常数的外部枚举而言，没有初始化方法时被当做需要经过计算的。

 八、类型推论(type inference)

 8.1、基础

TypeScript里，在有些没有明确指出类型的地方，类型推论会帮助提供类型。如下面的例子

let x = 3;

变量x的类型被推断为数字。 这种推断发生在初始化变量和成员，设置默认参数值和决定函数返回值时。

大多数情况下，类型推论是直截了当地。 后面的小节，我们会浏览类型推论时的细微差别。

 8.2、最佳通用类型

当需要从几个表达式中推断类型时候，会使用这些表达式的类型来推断出一个最合适的通用类型。例如，

let x = [0, 1, null];

为了推断x的类型，我们必须考虑所有元素的类型。 这里有两种选择：number和null。 计算通用类型算法会考虑所有的候选类型，并给出一个兼容所有候选类型的类型。

由于最终的通用类型取自候选类型，有些时候候选类型共享相同的通用类型，但是却没有一个类型能做为所有候选类型的类型。例如：

let zoo = [new Rhino(), new Elephant(), new Snake()];

这里，我们想让zoo被推断为Animal[]类型，但是这个数组里没有对象是Animal类型的，因此不能推断出这个结果。 为了更正，当候选类型不能使用的时候我们需要明确的指出类型：

let zoo: Animal[] = [new Rhino(), new Elephant(), new Snake()];

如果没有找到最佳通用类型的话，类型推断的结果为联合数组类型，(Rhino | Elephant | Snake)[]。

 8.3、上下文类型

TypeScript类型推论也可能按照相反的方向进行。 这被叫做“按上下文归类”。按上下文归类会发生在表达式的类型与所处的位置相关时。比如：

window.onmousedown = function(mouseEvent) {
    console.log(mouseEvent.button);  //<- Error
};

这个例子会得到一个类型错误，TypeScript类型检查器使用Window.onmousedown函数的类型来推断右边函数表达式的类型。 因此，就能推断出mouseEvent参数的类型了。 如果函数表达式不是在上下文类型的位置，mouseEvent参数的类型需要指定为any，这样也不会报错了。

如果上下文类型表达式包含了明确的类型信息，上下文的类型被忽略。 重写上面的例子：

window.onmousedown = function(mouseEvent: any) {
    console.log(mouseEvent.button);  //<- Now, no error is given
};

这个函数表达式有明确的参数类型注解，上下文类型被忽略。 这样的话就不报错了，因为这里不会使用到上下文类型。

上下文归类会在很多情况下使用到。 通常包含函数的参数，赋值表达式的右边，类型断言，对象成员和数组字面量和返回值语句。 上下文类型也会做为最佳通用类型的候选类型。比如：

function createZoo(): Animal[] {
    return [new Rhino(), new Elephant(), new Snake()];
}

这个例子里，最佳通用类型有4个候选者：Animal，Rhino，Elephant和Snake。 当然，Animal会被做为最佳通用类型。

 九、类型兼容

 9.1、前言

TypeScript里的类型兼容性是基于结构子类型的。 结构类型是一种只使用其成员来描述类型的方式。 它正好与名义（nominal）类型形成对比。（译者注：在基于名义类型的类型系统中，数据类型的兼容性或等价性是通过明确的声明和/或类型的名称来决定的。这与结构性类型系统不同，它是基于类型的组成结构，且不要求明确地声明。） 看下面的例子：

interface Named {
    name: string;
}

class Person {
    name: string;
}

let p: Named;
// OK, because of structural typing
p = new Person();

在使用基于名义类型的语言，比如C#或Java中，这段代码会报错，因为Person类没有明确说明其实现了Named接口。

TypeScript的结构性子类型是根据JavaScript代码的典型写法来设计的。 因为JavaScript里广泛地使用匿名对象，例如函数表达式和对象字面量，所以使用结构类型系统来描述这些类型比使用名义类型系统更好。

 9.2、正文

TypeScript结构化类型系统的基本规则是，如果x要兼容y，那么y至少具有与x相同的属性。比如：

interface Named {
    name: string;
}

let x: Named;
// y's inferred type is { name: string; location: string; }
let y = { name: 'Alice', location: 'Seattle' };
x = y;

这里要检查y是否能赋值给x，编译器检查x中的每个属性，看是否能在y中也找到对应属性。 在这个例子中，y必须包含名字是name的string类型成员。y满足条件，因此赋值正确。

检查函数参数时使用相同的规则：

function greet(n: Named) {
    alert('Hello, ' + n.name);
}
greet(y); // OK

注意，y有个额外的location属性，但这不会引发错误。 只有目标类型（这里是Named）的成员会被一一检查是否兼容。

这个比较过程是递归进行的，检查每个成员及子成员。

 9.3、比较两个函数

相对来讲，在比较原始类型和对象类型的时候是比较容易理解的，问题是如何判断两个函数是兼容的。 下面我们从两个简单的函数入手，它们仅是参数列表略有不同：

let x = (a: number) => 0;
let y = (b: number, s: string) => 0;

y = x; // OK
x = y; // Error

要查看x是否能赋值给y，首先看它们的参数列表。 x的每个参数必须能在y里找到对应类型的参数。 注意的是参数的名字相同与否无所谓，只看它们的类型。 这里，x的每个参数在y中都能找到对应的参数，所以允许赋值。

第二个赋值错误，因为y有个必需的第二个参数，但是x并没有，所以不允许赋值。

你可能会疑惑为什么允许忽略参数，像例子y = x中那样。 原因是忽略额外的参数在JavaScript里是很常见的。 例如，Array#forEach给回调函数传3个参数：数组元素，索引和整个数组。 尽管如此，传入一个只使用第一个参数的回调函数也是很有用的：

let items = [1, 2, 3];

// Don't force these extra arguments
items.forEach((item, index, array) => console.log(item));

// Should be OK!
items.forEach((item) => console.log(item));

下面来看看如何处理返回值类型，创建两个仅是返回值类型不同的函数：

let x = () => ({name: 'Alice'});
let y = () => ({name: 'Alice', location: 'Seattle'});

x = y; // OK
y = x; // Error because x() lacks a location property

类型系统强制源函数的返回值类型必须是目标函数返回值类型的子类型。

 9.4、函数参数双向协变

当比较函数参数类型时，只有当源函数参数能够赋值给目标函数或者反过来时才能赋值成功。 这是不稳定的，因为调用者可能传入了一个具有更精确类型信息的函数，但是调用这个传入的函数的时候却使用了不是那么精确的类型信息。 实际上，这极少会发生错误，并且能够实现很多JavaScript里的常见模式。例如：

enum EventType { Mouse, Keyboard }

interface Event { timestamp: number; }
interface MouseEvent extends Event { x: number; y: number }
interface KeyEvent extends Event { keyCode: number }

function listenEvent(eventType: EventType, handler: (n: Event) => void) {
    /* ... */
}

// Unsound, but useful and common
listenEvent(EventType.Mouse, (e: MouseEvent) => console.log(e.x + ',' + e.y));

// Undesirable alternatives in presence of soundness
listenEvent(EventType.Mouse, (e: Event) => console.log((<MouseEvent>e).x + ',' + (<MouseEvent>e).y));
listenEvent(EventType.Mouse, <(e: Event) => void>((e: MouseEvent) => console.log(e.x + ',' + e.y)));

// Still disallowed (clear error). Type safety enforced for wholly incompatible types
listenEvent(EventType.Mouse, (e: number) => console.log(e));

 9.5、可选参数及剩余参数

比较函数兼容性的时候，可选参数与必须参数是可互换的。 源类型上有额外的可选参数不是错误，目标类型的可选参数在源类型里没有对应的参数也不是错误。

当一个函数有剩余参数时，它被当做无限个可选参数。

这对于类型系统来说是不稳定的，但从运行时的角度来看，可选参数一般来说是不强制的，因为对于大多数函数来说相当于传递了一些undefinded。

有一个好的例子，常见的函数接收一个回调函数并用对于程序员来说是可预知的参数但对类型系统来说是不确定的参数来调用：

function invokeLater(args: any[], callback: (...args: any[]) => void) {
    /* ... Invoke callback with 'args' ... */
}

// Unsound - invokeLater "might" provide any number of arguments
invokeLater([1, 2], (x, y) => console.log(x + ', ' + y));

// Confusing (x and y are actually required) and undiscoverable
invokeLater([1, 2], (x?, y?) => console.log(x + ', ' + y));

9.6、函数重载

对于有重载的函数，源函数的每个重载都要在目标函数上找到对应的函数签名。 这确保了目标函数可以在所有源函数可调用的地方调用。

 9.7、枚举

枚举类型与数字类型兼容，并且数字类型与枚举类型兼容。不同枚举类型之间是不兼容的。比如，

enum Status { Ready, Waiting };
enum Color { Red, Blue, Green };

let status = Status.Ready;
status = Color.Green;  //error

 9.10、类

类与对象字面量和接口差不多，但有一点不同：类有静态部分和实例部分的类型。 比较两个类类型的对象时，只有实例的成员会被比较。 静态成员和构造函数不在比较的范围内。

class Animal {
    feet: number;
    constructor(name: string, numFeet: number) { }
}

class Size {
    feet: number;
    constructor(numFeet: number) { }
}

let a: Animal;
let s: Size;

a = s;  //OK
s = a;  //OK

 9.11、类的私有成员

私有成员会影响兼容性判断。 当类的实例用来检查兼容时，如果目标类型包含一个私有成员，那么源类型必须包含来自同一个类的这个私有成员。 这允许子类赋值给父类，但是不能赋值给其它有同样类型的类。

 9.12、泛型

因为TypeScript是结构性的类型系统，类型参数只影响使用其做为类型一部分的结果类型。比如，

interface Empty<T> {
}
let x: Empty<number>;
let y: Empty<string>;

x = y;  // okay, y matches structure of x

上面代码里，x和y是兼容的，因为它们的结构使用类型参数时并没有什么不同。 把这个例子改变一下，增加一个成员，就能看出是如何工作的了：

interface NotEmpty<T> {
    data: T;
}
let x: NotEmpty<number>;
let y: NotEmpty<string>;

x = y;  // error, x and y are not compatible

在这里，泛型类型在使用时就好比不是一个泛型类型。

对于没指定泛型类型的泛型参数时，会把所有泛型参数当成any比较。 然后用结果类型进行比较，就像上面第一个例子。

比如，

let identity = function<T>(x: T): T {
    // ...
}

let reverse = function<U>(y: U): U {
    // ...
}

identity = reverse;  // Okay because (x: any)=>any matches (y: any)=>any

 9.13、高级主题

 子类型与赋值

目前为止，我们使用了兼容性，它在语言规范里没有定义。 在TypeScript里，有两种类型的兼容性：子类型与赋值。 它们的不同点在于，赋值扩展了子类型兼容，允许给any赋值或从any取值和允许数字赋值给枚举类型或枚举类型赋值给数字。

语言里的不同地方分别使用了它们之中的机制。 实际上，类型兼容性是由赋值兼容性来控制的，即使在implements和extends语句也不例外。 更多信息，请参阅TypeScript语言规范.