# 泛型
泛型（Generics）是指在定義函數、接口或類的時候，不預先指定具體的類型，而在使用的時候再指定類型的一種特性。
## 簡單的例子
首先，我們來實現一個函數 `createArray`，它可以創建一個指定長度的數組，同時將每一項都填充一個默認值：
```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，我們使用了[之前提到過的數組泛型](../basics/type-of-array.md#數組泛型)來定義返回值的類型。
這段代碼編譯不會報錯，但是一個顯而易見的缺陷是，它并沒有準確的定義返回值的類型：
`Array<any>` 允許數組的每一項都為任意類型。但是我們預期的是，數組中每一項都應該是輸入的 `value` 的類型。
這時候，泛型就派上用場了：
```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，我們在函數名后添加了 `<T>`，其中 `T` 用來指代任意輸入的類型，在后面的輸入 `value: T` 和輸出 `Array<T>` 中即可使用了。
接著在調用的時候，可以指定它具體的類型為 `string`。當然，也可以不手動指定，而讓類型推論自動推算出來：
```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']
```
## 多個類型參數
定義泛型的時候，可以一次定義多個類型參數：
```ts
function swap<T, U>(tuple: [T, U]): [U, T] {
return [tuple[1], tuple[0]];
}
swap([7, 'seven']); // ['seven', 7]
```
上例中，我們定義了一個 `swap` 函數，用來交換輸入的元組。
## 泛型約束
在函數內部使用泛型變量的時候，由于事先不知道它是哪種類型，所以不能隨意的操作它的屬性或方法：
```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` 不一定包含屬性 `length`，所以編譯的時候報錯了。
這時，我們可以對泛型進行約束，只允許這個函數傳入那些包含 `length` 屬性的變量。這就是泛型約束：
```ts
interface Lengthwise {
length: number;
}
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
console.log(arg.length);
return arg;
}
```
上例中，我們使用了 `extends` 約束了泛型 `T` 必須符合接口 `Lengthwise` 的形狀，也就是必須包含 `length` 屬性。
此時如果調用 `loggingIdentity` 的時候，傳入的 `arg` 不包含 `length`，那么在編譯階段就會報錯了：
```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'.
```
多個類型參數之間也可以互相約束：
```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，我們使用了兩個類型參數，其中要求 `T` 繼承 `U`，這樣就保證了 `U` 上不會出現 `T` 中不存在的字段。
## 泛型接口
[之前學習過](../basics/type-of-function.md#接口中函數的定義)，可以使用接口的方式來定義一個函數需要符合的形狀：
```ts
interface SearchFunc {
(source: string, subString: string): boolean;
}
let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(source: string, subString: string) {
return source.search(subString) !== -1;
}
```
當然也可以使用含有泛型的接口來定義函數的形狀：
```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']
```
進一步，我們可以把泛型參數提前到接口名上：
```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，此時在使用泛型接口的時候，需要定義泛型的類型。
## 泛型類
與泛型接口類似，泛型也可以用于類的類型定義中：
```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; };
```
## 泛型參數的默認類型
在 TypeScript 2.3 以后，我們可以為泛型中的類型參數指定默認類型。當使用泛型時沒有在代碼中直接指定類型參數，從實際值參數中也無法推測出時，這個默認類型就會起作用。
```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;
}
```
## 參考
- [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：類與接口](class-and-interfaces.md)
- [下一章：聲明合并](declaration-merging.md)
