第四节 类型系统进阶-泛型的核心作用与约束

一、泛型的核心作用

1. ​​类型参数化（核心本质）​​

泛型通过类型变量（如 <T>）实现​​动态类型绑定​​，使组件（函数/类/接口）在定义时不固定类型，使用时再指定，避免重复代码。

function identity<T>(value: T): T { 
  return value; 
}
const num = identity<number>(10); // T → number
const str = identity<string>("TS"); // T → string

2. ​​类型安全 vs Any​​

• ​​any​​：完全绕过类型检查（危险）
• ​​泛型​​：保持输入输出类型关联（安全）

// 泛型保留类型关联
function push<T>(arr: T[], item: T): T[] { 
  return [...arr, item]; 
}
push([1, 2], "3"); // 错误：string 不能赋值给 number

3. ​​代码复用与抽象​​

泛型允许编写​​通用逻辑​​，适应多种数据类型：

• ​​数据容器​​（如通用数组操作）

  class DataStorage<T> {
    private items: T[] = [];
    add(item: T) { this.items.push(item) }
  }
  const strStorage = new DataStorage<string>();

• ​​API响应结构​​（统一处理不同数据类型）

  interface ApiResponse<T> {
    status: string;
    data: T; // T 可适配 User/Product 等任意类型
  }

二、泛型约束的核心机制

1. ​​基础约束（extends）​​

限制泛型必须满足特定结构，避免运行时错误：

interface HasLength { length: number; }

function logLength<T extends HasLength>(obj: T): void {
  console.log(obj.length); // 安全访问
}
logLength("hello"); // ✅ length=5
logLength(42); // ❌ 数字无 length 属性

2. ​​keyof 约束（属性安全访问）​​

确保操作的属性名属于对象：

function getProp<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K): T[K] {
  return obj[key]; // 编译器验证 key 有效性
}
const user = { name: "Alice", age: 30 };
getProp(user, "name"); // ✅
getProp(user, "email"); // ❌ 属性不存在

3. ​​工厂模式约束（构造安全）​​

强制类构造函数符合特定签名：

class Test { constructor(public x: number) {} }

function create<T>(ctor: new (x: number) => T, val: number): T {
  return new ctor(val); // 约束 ctor 必须有 number 参数
}
create(Test, 10); // ✅
create(String, "hi"); // ❌ String 构造函数不匹配

三、高级工程实践

1. ​​多重约束（& 交叉类型）​​

要求泛型同时满足多个条件：

interface Named { name: string; }
interface Aged { age: number; }

function printInfo<T extends Named & Aged>(obj: T): void {
  console.log(`${obj.name}, ${obj.age}`);
}
printInfo({ name: "Bob", age: 25 }); // ✅
printInfo({ name: "Bob" }); // ❌ 缺少 age

2. ​​默认类型（简化调用）​​

为泛型参数提供默认值，减少冗余类型标注：

function createArray<T = string>(len: number, val: T): T[] {
  return Array(len).fill(val);
}
const strArr = createArray(3, "x"); // T 默认为 string
const numArr = createArray<number>(3, 1); // 显式覆盖

3. ​​工具类型结合​​

泛型与 Partial/Readonly 等工具类型协同：

type ReadonlyStorage<T> = Readonly<DataStorage<T>>;
const readOnlyNumStore: ReadonlyStorage<number> = ... // 禁止修改

四、典型应用场景总结

💡 ​​核心价值总结​​：
泛型通过 ​​类型参数化 + 约束机制​​，在 ​​灵活性​​（支持多类型）与 ​​安全性​​（编译时类型检查）之间取得平衡，是构建大型 TS 工程的基石技术。