TypeScript 的函数类型

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TypeScript 的函数类型

2024-07-10 12:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

TypeScript 的函数类型 ​简介 ​

函数的类型声明,需要在声明函数时,给出参数的类型和返回值的类型。

typescriptfunction hello(txt: string): void { console.log("hello " + txt); }

上面示例中,函数hello()在声明时,需要给出参数txt的类型(string),以及返回值的类型(void),后者写在参数列表的圆括号后面。void类型表示没有返回值,详见后文。

如果不指定参数类型(比如上例不写txt的类型),TypeScript 就会推断参数类型,如果缺乏足够信息,就会推断该参数的类型为any。

返回值的类型通常可以不写,因为 TypeScript 自己会推断出来。

typescriptfunction hello(txt: string) { console.log("hello " + txt); }

上面示例中,由于没有return语句,TypeScript 会推断出函数hello()没有返回值。

不过,有时候出于文档目的,或者为了防止不小心改掉返回值,还是会写返回值的类型。

如果变量被赋值为一个函数,变量的类型有两种写法。

typescript// 写法一 const hello = function (txt: string) { console.log("hello " + txt); }; // 写法二 const hello: (txt: string) => void = function (txt) { console.log("hello " + txt); };

上面示例中,变量hello被赋值为一个函数,它的类型有两种写法。写法一是通过等号右边的函数类型,推断出变量hello的类型;写法二则是使用箭头函数的形式,为变量hello指定类型,参数的类型写在箭头左侧,返回值的类型写在箭头右侧。

写法二有两个地方需要注意。

首先,函数的参数要放在圆括号里面,不放会报错。

其次,类型里面的参数名(本例是txt)是必须的。有的语言的函数类型可以不写参数名(比如 C 语言),但是 TypeScript 不行。如果写成(string) => void,TypeScript 会理解成函数有一个名叫 string 的参数,并且这个string参数的类型是any。

typescripttype MyFunc = (string, number) => number; // (string: any, number: any) => number

上面示例中,函数类型没写参数名,导致 TypeScript 认为参数类型都是any。

函数类型里面的参数名与实际参数名,可以不一致。

typescriptlet f: (x: number) => number; f = function (y: number) { return y; };

上面示例中,函数类型里面的参数名为x,实际的函数定义里面,参数名为y,两者并不相同。

如果函数的类型定义很冗长,或者多个函数使用同一种类型,写法二用起来就很麻烦。因此,往往用type命令为函数类型定义一个别名,便于指定给其他变量。

typescripttype MyFunc = (txt: string) => void; const hello: MyFunc = function (txt) { console.log("hello " + txt); };

上面示例中,type命令为函数类型定义了一个别名MyFunc,后面使用就很方便,变量可以指定为这个类型。

函数的实际参数个数,可以少于类型指定的参数个数,但是不能多于,即 TypeScript 允许省略参数。

typescriptlet myFunc: (a: number, b: number) => number; myFunc = (a: number) => a; // 正确 myFunc = (a: number, b: number, c: number) => a + b + c; // 报错

上面示例中,变量myFunc的类型只能接受两个参数,如果被赋值为只有一个参数的函数,并不报错。但是,被赋值为有三个参数的函数,就会报错。

这是因为 JavaScript 函数在声明时往往有多余的参数,实际使用时可以只传入一部分参数。比如,数组的forEach()方法的参数是一个函数,该函数默认有三个参数(item, index, array) => void,实际上往往只使用第一个参数(item) => void。因此,TypeScript 允许函数传入的参数不足。

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

上面示例中,函数x只有一个参数,函数y有两个参数,x可以赋值给y,反过来就不行。

如果一个变量要套用另一个函数类型,有一个小技巧,就是使用typeof运算符。

typescriptfunction add(x: number, y: number) { return x + y; } const myAdd: typeof add = function (x, y) { return x + y; };

上面示例中,函数myAdd()的类型与函数add()是一样的,那么就可以定义成typeof add。因为函数名add本身不是类型,而是一个值,所以要用typeof运算符返回它的类型。

这是一个很有用的技巧,任何需要类型的地方,都可以使用typeof运算符从一个值获取类型。

函数类型还可以采用对象的写法。

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

上面示例中,变量add的类型就写成了一个对象。

函数类型的对象写法如下。

typescript{ (参数列表): 返回值 }

注意,这种写法的函数参数与返回值之间,间隔符是冒号:,而不是正常写法的箭头=>,因为这里采用的是对象类型的写法,对象的属性名与属性值之间使用的是冒号。

这种写法平时很少用,但是非常合适用在一个场合:函数本身存在属性。

typescriptfunction f(x: number) { console.log(x); } f.version = "1.0";

上面示例中,函数f()本身还有一个属性version。这时,f完全就是一个对象,类型就要使用对象的写法。

typescriptlet foo: { (x: number): void; version: string; } = f;

函数类型也可以使用 Interface 来声明,这种写法就是对象写法的翻版,详见《Interface》一章。

typescriptinterface myfn { (a: number, b: number): number; } var add: myfn = (a, b) => a + b;

上面示例中,interface 命令定义了接口myfn,这个接口的类型就是一个用对象表示的函数。

Function 类型 ​

TypeScript 提供 Function 类型表示函数,任何函数都属于这个类型。

typescriptfunction doSomething(f: Function) { return f(1, 2, 3); }

上面示例中,参数f的类型就是Function,代表这是一个函数。

Function 类型的值都可以直接执行。

Function 类型的函数可以接受任意数量的参数,每个参数的类型都是any,返回值的类型也是any,代表没有任何约束,所以不建议使用这个类型,给出函数详细的类型声明会更好。

箭头函数 ​

箭头函数是普通函数的一种简化写法,它的类型写法与普通函数类似。

typescriptconst repeat = (str: string, times: number): string => str.repeat(times);

上面示例中,变量repeat被赋值为一个箭头函数,类型声明写在箭头函数的定义里面。其中,参数的类型写在参数名后面,返回值类型写在参数列表的圆括号后面。

注意,类型写在箭头函数的定义里面,与使用箭头函数表示函数类型,写法有所不同。

typescriptfunction greet(fn: (a: string) => void): void { fn("world"); }

上面示例中,函数greet()的参数fn是一个函数,类型就用箭头函数表示。这时,fn的返回值类型要写在箭头右侧,而不是写在参数列表的圆括号后面。

下面再看一个例子。

typescripttype Person = { name: string }; const people = ["alice", "bob", "jan"].map((name): Person => ({ name }));

上面示例中,Person是一个类型别名,代表一个对象,该对象有属性name。变量people是数组的map()方法的返回值。

map()方法的参数是一个箭头函数(name):Person => ({name}),该箭头函数的参数name的类型省略了,因为可以从map()的类型定义推断出来,箭头函数的返回值类型为Person。相应地,变量people的类型是Person[]。

至于箭头后面的({name}),表示返回一个对象,该对象有一个属性name,它的属性值为变量name的值。这里的圆括号是必须的,否则(name):Person => {name}的大括号表示函数体,即函数体内有一行语句name,同时由于没有return语句,这个函数不会返回任何值。

注意,下面两种写法都是不对的。

typescript// 错误 (name: Person) => ({ name }); // 错误 name: (Person) => ({ name });

上面的两种写法在本例中都是错的。第一种写法表示,箭头函数的参数name的类型是Person,同时没写函数返回值的类型,让 TypeScript 自己去推断。第二种写法中,函数参数缺少圆括号。

可选参数 ​

如果函数的某个参数可以省略,则在参数名后面加问号表示。

typescriptfunction f(x?: number) { // ... } f(); // OK f(10); // OK

上面示例中,参数x后面有问号,表示该参数可以省略。

参数名带有问号,表示该参数的类型实际上是原始类型|undefined,它有可能为undefined。比如,上例的x虽然类型声明为number,但是实际上是number|undefined。

typescriptfunction f(x?: number) { return x; } f(undefined); // 正确

上面示例中,参数x是可选的,等同于说x可以赋值为undefined。

但是,反过来就不成立,类型显式设为undefined的参数,就不能省略。

typescriptfunction f(x: number | undefined) { return x; } f(); // 报错

上面示例中,参数x的类型是number|undefined,表示要么传入一个数值,要么传入undefined,如果省略这个参数,就会报错。

函数的可选参数只能在参数列表的尾部,跟在必选参数的后面。

typescriptlet myFunc: (a?: number, b: number) => number; // 报错

上面示例中,可选参数在必选参数前面,就报错了。

如果前部参数有可能为空,这时只能显式注明该参数类型可能为undefined。

typescriptlet myFunc: (a: number | undefined, b: number) => number;

上面示例中,参数a有可能为空,就只能显式注明类型包括undefined,传参时也要显式传入undefined。

函数体内部用到可选参数时,需要判断该参数是否为undefined。

typescriptlet myFunc: (a: number, b?: number) => number; myFunc = function (x, y) { if (y === undefined) { return x; } return x + y; };

上面示例中,由于函数的第二个参数为可选参数,所以函数体内部需要判断一下,该参数是否为空。

参数默认值 ​

TypeScript 函数的参数默认值写法,与 JavaScript 一致。

设置了默认值的参数,就是可选的。如果不传入该参数,它就会等于默认值。

typescriptfunction createPoint(x: number = 0, y: number = 0): [number, number] { return [x, y]; } createPoint(); // [0, 0]

上面示例中,参数x和y的默认值都是0,调用createPoint()时,这两个参数都是可以省略的。这里其实可以省略x和y的类型声明,因为可以从默认值推断出来。

typescriptfunction createPoint(x = 0, y = 0) { return [x, y]; }

可选参数与默认值不能同时使用。

typescript// 报错 function f(x?: number = 0) { // ... }

上面示例中,x是可选参数,还设置了默认值,结果就报错了。

设有默认值的参数,如果传入undefined,也会触发默认值。

typescriptfunction f(x = 456) { return x; } f2(undefined); // 456

具有默认值的参数如果不位于参数列表的末尾,调用时不能省略,如果要触发默认值,必须显式传入undefined。

typescriptfunction add(x: number = 0, y: number) { return x + y; } add(1); // 报错 add(undefined, 1); // 正确参数解构 ​

函数参数如果存在变量解构,类型写法如下。

typescriptfunction f([x, y]: [number, number]) { // ... } function sum({ a, b, c }: { a: number; b: number; c: number }) { console.log(a + b + c); }

参数结构可以结合类型别名(type 命令)一起使用,代码会看起来简洁一些。

typescripttype ABC = { a: number; b: number; c: number }; function sum({ a, b, c }: ABC) { console.log(a + b + c); }rest 参数 ​

rest 参数表示函数剩余的所有参数,它可以是数组(剩余参数类型相同),也可能是元组(剩余参数类型不同)。

typescript// rest 参数为数组 function joinNumbers(...nums: number[]) { // ... } // rest 参数为元组 function f(...args: [boolean, number]) { // ... }

注意,元组需要声明每一个剩余参数的类型。如果元组里面的参数是可选的,则要使用可选参数。

typescriptfunction f(...args: [boolean, string?]) {}

下面是一个 rest 参数的例子。

typescriptfunction multiply(n: number, ...m: number[]) { return m.map((x) => n * x); }

上面示例中,参数m就是 rest 类型,它的类型是一个数组。

rest 参数甚至可以嵌套。

typescriptfunction f(...args: [boolean, ...string[]]) { // ... }

rest 参数可以与变量解构结合使用。

typescriptfunction repeat(...[str, times]: [string, number]): string { return str.repeat(times); } // 等同于 function repeat(str: string, times: number): string { return str.repeat(times); }readonly 只读参数 ​

如果函数内部不能修改某个参数,可以在函数定义时,在参数类型前面加上readonly关键字,表示这是只读参数。

typescriptfunction arraySum(arr: readonly number[]) { // ... arr[0] = 0; // 报错 }

上面示例中,参数arr的类型是readonly number[],表示为只读参数。如果函数体内部修改这个数组,就会报错。

void 类型 ​

void 类型表示函数没有返回值。

typescriptfunction f(): void { console.log("hello"); }

上面示例中,函数f没有返回值,类型就要写成void。

如果返回其他值,就会报错。

typescriptfunction f(): void { return 123; // 报错 }

上面示例中,函数f()的返回值类型是void,但是实际返回了一个数值,编译时就报错了。

void 类型允许返回undefined或null。

typescriptfunction f(): void { return undefined; // 正确 } function f(): void { return null; // 正确 }

如果打开了strictNullChecks编译选项,那么 void 类型只允许返回undefined。如果返回null,就会报错。这是因为 JavaScript 规定,如果函数没有返回值,就等同于返回undefined。

typescript// 打开编译选项 strictNullChecks function f(): void { return undefined; // 正确 } function f(): void { return null; // 报错 }

需要特别注意的是,如果变量、对象方法、函数参数的类型是 void 类型的函数,那么并不代表不能赋值为有返回值的函数。恰恰相反,该变量、对象方法和函数参数可以接受返回任意值的函数,这时并不会报错。

typescripttype voidFunc = () => void; const f: voidFunc = () => { return 123; };

上面示例中,变量f的类型是voidFunc,是一个没有返回值的函数类型。但是实际上,f的值是一个有返回值的函数(返回123),编译时不会报错。

这是因为,这时 TypeScript 认为,这里的 void 类型只是表示该函数的返回值没有利用价值,或者说不应该使用该函数的返回值。只要不用到这里的返回值,就不会报错。

这样设计是有现实意义的。举例来说,数组方法Array.prototype.forEach(fn)的参数fn是一个函数,而且这个函数应该没有返回值,即返回值类型是void。

但是,实际应用中,很多时候传入的函数是有返回值,但是它的返回值不重要,或者不产生作用。

typescriptconst src = [1, 2, 3]; const ret = []; src.forEach((el) => ret.push(el));

上面示例中,push()有返回值,表示新插入的元素在数组里面的位置。但是,对于forEach()方法来说,这个返回值是没有作用的,根本用不到,所以 TypeScript 不会报错。

如果后面使用了这个函数的返回值,就违反了约定,则会报错。

typescripttype voidFunc = () => void; const f: voidFunc = () => { return 123; }; f() * 2; // 报错

上面示例中,最后一行报错了,因为根据类型声明,f()没有返回值,但是却用到了它的返回值,因此报错了。

注意,这种情况仅限于变量、对象方法和函数参数,函数字面量如果声明了返回值是 void 类型,还是不能有返回值。

typescriptfunction f(): void { return true; // 报错 } const f3 = function (): void { return true; // 报错 };

上面示例中,函数字面量声明了返回void类型,这时只要有返回值(除了undefined和null)就会报错。

除了函数,其他变量声明为void类型没有多大意义,因为这时只能赋值为undefined或者null(假定没有打开strictNullChecks) 。

typescriptlet foo: void = undefined; // 没有打开 strictNullChecks 的情况下 let bar: void = null;never 类型 ​

never类型表示肯定不会出现的值。它用在函数的返回值,就表示某个函数肯定不会返回值,即函数不会正常执行结束。

它主要有以下两种情况。

(1)抛出错误的函数。

typescriptfunction fail(msg: string): never { throw new Error(msg); }

上面示例中,函数fail()会抛错,不会正常退出,所以返回值类型是never。

注意,只有抛出错误,才是 never 类型。如果显式用return语句返回一个 Error 对象,返回值就不是 never 类型。

typescriptfunction fail(): Error { return new Error("Something failed"); }

上面示例中,函数fail()返回一个 Error 对象,所以返回值类型是 Error。

(2)无限执行的函数。

typescriptconst sing = function (): never { while (true) { console.log("sing"); } };

上面示例中,函数sing()会永远执行,不会返回,所以返回值类型是never。

注意,never类型不同于void类型。前者表示函数没有执行结束,不可能有返回值;后者表示函数正常执行结束,但是不返回值,或者说返回undefined。

typescript// 正确 function sing(): void { console.log("sing"); } // 报错 function sing(): never { console.log("sing"); }

上面示例中,函数sing()虽然没有return语句,但实际上是省略了return undefined这行语句,真实的返回值是undefined。所以,它的返回值类型要写成void,而不是never,写成never会报错。

如果一个函数抛出了异常或者陷入了死循环,那么该函数无法正常返回一个值,因此该函数的返回值类型就是never。如果程序中调用了一个返回值类型为never的函数,那么就意味着程序会在该函数的调用位置终止,永远不会继续执行后续的代码。

typescriptfunction neverReturns(): never { throw new Error(); } function f(x: string | undefined) { if (x === undefined) { neverReturns(); } x; // 推断为 string }

上面示例中,函数f()的参数x的类型为string|undefined。但是,x类型为undefined时,调用了neverReturns()。这个函数不会返回,因此 TypeScript 可以推断出,判断语句后面的那个x,类型一定是string。

局部类型 ​

函数内部允许声明其他类型,该类型只在函数内部有效,称为局部类型。

typescriptfunction hello(txt: string) { type message = string; let newTxt: message = "hello " + txt; return newTxt; } const newTxt: message = hello("world"); // 报错

上面示例中,类型message是在函数hello()内部定义的,只能在函数内部使用。在函数外部使用,就会报错。

高阶函数 ​

一个函数的返回值还是一个函数,那么前一个函数就称为高阶函数(higher-order function)。

下面就是一个例子,箭头函数返回的还是一个箭头函数。

typescript(someValue: number) => (multiplier: number) => someValue * multiplier;函数重载 ​

有些函数可以接受不同类型或不同个数的参数,并且根据参数的不同,会有不同的函数行为。这种根据参数类型不同,执行不同逻辑的行为,称为函数重载(function overload)。

javascriptreverse("abc"); // 'cba' reverse([1, 2, 3]); // [3, 2, 1]

上面示例中,函数reverse()可以将参数颠倒输出。参数可以是字符串,也可以是数组。

这意味着,该函数内部有处理字符串和数组的两套逻辑,根据参数类型的不同,分别执行对应的逻辑。这就叫“函数重载”。

TypeScript 对于“函数重载”的类型声明方法是,逐一定义每一种情况的类型。

typescriptfunction reverse(str: string): string; function reverse(arr: any[]): any[];

上面示例中,分别对函数reverse()的两种参数情况,给予了类型声明。但是,到这里还没有结束,后面还必须对函数reverse()给予完整的类型声明。

typescriptfunction reverse(str: string): string; function reverse(arr: any[]): any[]; function reverse(stringOrArray: string | any[]): string | any[] { if (typeof stringOrArray === "string") return stringOrArray.split("").reverse().join(""); else return stringOrArray.slice().reverse(); }

上面示例中,前两行类型声明列举了重载的各种情况。第三行是函数本身的类型声明,它必须与前面已有的重载声明兼容。

有一些编程语言允许不同的函数参数,对应不同的函数实现。但是,JavaScript 函数只能有一个实现,必须在这个实现当中,处理不同的参数。因此,函数体内部就需要判断参数的类型及个数,并根据判断结果执行不同的操作。

typescriptfunction add(x: number, y: number): number; function add(x: any[], y: any[]): any[]; function add(x: number | any[], y: number | any[]): number | any[] { if (typeof x === "number" && typeof y === "number") { return x + y; } else if (Array.isArray(x) && Array.isArray(y)) { return [...x, ...y]; } throw new Error("wrong parameters"); }

上面示例中,函数add()内部使用if代码块,分别处理参数的两种情况。

注意,重载的个别类型描述与函数的具体实现之间,不能有其他代码,否则报错。

另外,虽然函数的具体实现里面,有完整的类型声明。但是,函数实际调用的类型,以前面的类型声明为准。比如,上例的函数实现,参数类型和返回值类型都是number|any[],但不意味着参数类型为number时返回值类型为any[]。

函数重载的每个类型声明之间,以及类型声明与函数实现的类型之间,不能有冲突。

typescript// 报错 function fn(x: boolean): void; function fn(x: string): void; function fn(x: number | string) { console.log(x); }

上面示例中,函数重载的类型声明与函数实现是冲突的,导致报错。

重载声明的排序很重要,因为 TypeScript 是按照顺序进行检查的,一旦发现符合某个类型声明,就不再往下检查了,所以类型最宽的声明应该放在最后面,防止覆盖其他类型声明。

typescriptfunction f(x: any): number; function f(x: string): 0 | 1; function f(x: any): any { // ... } const a: 0 | 1 = f("hi"); // 报错

上面声明中,第一行类型声明x:any范围最宽,导致函数f()的调用都会匹配这行声明,无法匹配第二行类型声明,所以最后一行调用就报错了,因为等号两侧类型不匹配,左侧类型是0|1,右侧类型是number。这个函数重载的正确顺序是,第二行类型声明放到第一行的位置。

对象的方法也可以使用重载。

typescriptclass StringBuilder { #data = ""; add(num: number): this; add(bool: boolean): this; add(str: string): this; add(value: any): this { this.#data += String(value); return this; } toString() { return this.#data; } }

上面示例中,方法add()也使用了函数重载。

函数重载也可以用来精确描述函数参数与返回值之间的对应关系。

typescriptfunction createElement(tag: "a"): HTMLAnchorElement; function createElement(tag: "canvas"): HTMLCanvasElement; function createElement(tag: "table"): HTMLTableElement; function createElement(tag: string): HTMLElement { // ... }

上面示例中,函数重载精确描述了参数tag的三个值,所对应的不同的函数返回值。

这个示例的函数重载,也可以用对象表示。

typescripttype CreateElement = { (tag: "a"): HTMLAnchorElement; (tag: "canvas"): HTMLCanvasElement; (tag: "table"): HTMLTableElement; (tag: string): HTMLElement; };

由于重载是一种比较复杂的类型声明方法,为了降低复杂性,一般来说,如果可以的话,应该优先使用联合类型替代函数重载。

typescript// 写法一 function len(s: string): number; function len(arr: any[]): number; function len(x: any): number { return x.length; } // 写法二 function len(x: any[] | string): number { return x.length; }

上面示例中,写法二使用联合类型,要比写法一的函数重载简单很多。

构造函数 ​

JavaScript 语言使用构造函数,生成对象的实例。

构造函数的最大特点,就是必须使用new命令调用。

typescriptconst d = new Date();

上面示例中,date()就是一个构造函数,使用new命令调用,返回 Date 对象的实例。

构造函数的类型写法,就是在参数列表前面加上new命令。

typescriptclass Animal { numLegs: number = 4; } type AnimalConstructor = new () => Animal; function create(c: AnimalConstructor): Animal { return new c(); } const a = create(Animal);

上面示例中,类型AnimalConstructor就是一个构造函数,而函数create()需要传入一个构造函数。在 JavaScript 中,类(class)本质上是构造函数,所以Animal这个类可以传入create()。

构造函数还有另一种类型写法,就是采用对象形式。

typescripttype F = { new (s: string): object; };

上面示例中,类型 F 就是一个构造函数。类型写成一个可执行对象的形式,并且在参数列表前面要加上new命令。

某些函数既是构造函数,又可以当作普通函数使用,比如Date()。这时,类型声明可以写成下面这样。

typescripttype F = { new (s: string): object; (n?: number): number; };

上面示例中,F 既可以当作普通函数执行,也可以当作构造函数使用。

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