介绍

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。

泛型

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

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。

// <T> 称作泛型变量
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");

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");

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

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：

// 返回的是一个 T 类型的数组
function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
  console.log(arg.length);  
  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。

泛型约束

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。代码如下

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关键字来实现约束：

// 创建了一个接口，具有 number 类型
interface Lengthwise {
  length: number;
}

// 使用 extends 和接口 限制 T 的类型
function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
  console.log(arg.length); 
  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);  // 报错，number 是没有 length 属性的

我们需要传入符合约束类型的值，必须包含必须的属性：数组或者字符串都是有 length 属性的

loggingIdentity({length: 10, value: 3});  // 数组
loggingIdentity("abcd");  // 字符串

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。

// 使用 extends keyof 限制 K
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"); // x 里有 a 属性
getProperty(x, "m"); // 报错，x 里没有 m 属性。Argument of type '"m"' is not assignable to parameter of type '"a" | "b" | "c" | "d"'.