# 泛型
泛型（Generics）是指在定义函数、接口或类的时候，不预先指定具体的类型，而在使用的时候再指定类型的一种特性。
## 简单的例子
首先，我们来实现一个函数 `createArray`，它可以创建一个指定长度的数组，同时将每一项都填充一个默认值：
```ts
function createArray(length: number, value: any): Array<any> {
let result = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
```
上例中，我们使用了[之前提到过的数组泛型](../basics/type-of-array.md#数组泛型)来定义返回值的类型。
这段代码编译不会报错，但是一个显而易见的缺陷是，它并没有准确的定义返回值的类型：
`Array<any>` 允许数组的每一项都为任意类型。但是我们预期的是，数组中每一项都应该是输入的 `value` 的类型。
这时候，泛型就派上用场了：
```ts
function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
let result: T[] = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
createArray<string>(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
```
上例中，我们在函数名后添加了 `<T>`，其中 `T` 用来指代任意输入的类型，在后面的输入 `value: T` 和输出 `Array<T>` 中即可使用了。
接着在调用的时候，可以指定它具体的类型为 `string`。当然，也可以不手动指定，而让类型推论自动推算出来：
```ts
function createArray<T>(length: number, value: T): Array<T> {
let result: T[] = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
```
## 多个类型参数
定义泛型的时候，可以一次定义多个类型参数：
```ts
function swap<T, U>(tuple: [T, U]): [U, T] {
return [tuple[1], tuple[0]];
}
swap([7, 'seven']); // ['seven', 7]
```
上例中，我们定义了一个 `swap` 函数，用来交换输入的元组。
## 泛型约束
在函数内部使用泛型变量的时候，由于事先不知道它是哪种类型，所以不能随意的操作它的属性或方法：
```ts
function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
console.log(arg.length);
return arg;
}
// index.ts(2,19): error TS2339: Property 'length' does not exist on type 'T'.
```
上例中，泛型 `T` 不一定包含属性 `length`，所以编译的时候报错了。
这时，我们可以对泛型进行约束，只允许这个函数传入那些包含 `length` 属性的变量。这就是泛型约束：
```ts
interface Lengthwise {
length: number;
}
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
console.log(arg.length);
return arg;
}
```
上例中，我们使用了 `extends` 约束了泛型 `T` 必须符合接口 `Lengthwise` 的形状，也就是必须包含 `length` 属性。
此时如果调用 `loggingIdentity` 的时候，传入的 `arg` 不包含 `length`，那么在编译阶段就会报错了：
```ts
interface Lengthwise {
length: number;
}
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
console.log(arg.length);
return arg;
}
loggingIdentity(7);
// index.ts(10,17): error TS2345: Argument of type '7' is not assignable to parameter of type 'Lengthwise'.
```
多个类型参数之间也可以互相约束：
```ts
function copyFields<T extends U, U>(target: T, source: U): T {
for (let id in source) {
target[id] = (<T>source)[id];
}
return target;
}
let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };
copyFields(x, { b: 10, d: 20 });
```
上例中，我们使用了两个类型参数，其中要求 `T` 继承 `U`，这样就保证了 `U` 上不会出现 `T` 中不存在的字段。
## 泛型接口
[之前学习过](../basics/type-of-function.md#接口中函数的定义)，可以使用接口的方式来定义一个函数需要符合的形状：
```ts
interface SearchFunc {
(source: string, subString: string): boolean;
}
let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(source: string, subString: string) {
return source.search(subString) !== -1;
}
```
当然也可以使用含有泛型的接口来定义函数的形状：
```ts
interface CreateArrayFunc {
<T>(length: number, value: T): Array<T>;
}
let createArray: CreateArrayFunc;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
let result: T[] = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
```
进一步，我们可以把泛型参数提前到接口名上：
```ts
interface CreateArrayFunc<T> {
(length: number, value: T): Array<T>;
}
let createArray: CreateArrayFunc<any>;
createArray = function<T>(length: number, value: T): Array<T> {
let result: T[] = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
createArray(3, 'x'); // ['x', 'x', 'x']
```
注意，此时在使用泛型接口的时候，需要定义泛型的类型。
## 泛型类
与泛型接口类似，泛型也可以用于类的类型定义中：
```ts
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; };
```
## 泛型参数的默认类型
在 TypeScript 2.3 以后，我们可以为泛型中的类型参数指定默认类型。当使用泛型时没有在代码中直接指定类型参数，从实际值参数中也无法推测出时，这个默认类型就会起作用。
```ts
function createArray<T = string>(length: number, value: T): Array<T> {
let result: T[] = [];
for (let i = 0; i < length; i++) {
result[i] = value;
}
return result;
}
```
## 参考
- [Generics](http://www.typescriptlang.org/docs/handbook/generics.html)（[中文版](https://zhongsp.gitbooks.io/typescript-handbook/content/doc/handbook/generics.html)）
- [Generic parameter defaults](https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/release-notes/typescript-2-3.html#generic-parameter-defaults)
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- [上一章：类与接口](class-and-interfaces.md)
- [下一章：声明合并](declaration-merging.md)
