Typescript中的extends關(guān)鍵字

前言

extends關(guān)鍵字在TS編程中出現(xiàn)的頻率挺高的，而且不同場(chǎng)景下代表的含義不一樣，特此總結(jié)一下：

• 表示繼承/拓展的含義
• 表示約束的含義
• 表示分配的含義

基本使用

extends是 ts 里一個(gè)很常見(jiàn)的關(guān)鍵字，同時(shí)也是 es6 里引入的一個(gè)新的關(guān)鍵字。在 js 里，extends一般和class一起使用，例如：

• 繼承父類的方法和屬性

class Animal {
  kind = 'animal'
  constructor(kind){
    this.kind = kind;
  }
  sayHello(){
    console.log(`Hello, I am a ${this.kind}!`);
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(kind){
    super(kind)
  }
  bark(){
    console.log('wang wang')
  }
}

const dog = new Dog('dog');
dog.name; //  => 'dog'
dog.sayHello(); // => Hello, I am a dog!

這里 Dog 繼承了父類的 sayHello 方法，因?yàn)榭梢栽?Dog 實(shí)例 dog 上調(diào)用。

• 繼承某個(gè)類型

在 ts 里，extends除了可以像 js 繼承值，還可以繼承/擴(kuò)展類型：

 interface Animal {
   kind: string;
 }

 interface Dog extends Animal {
   bark(): void;
 }
 // Dog => { name: string; bark(): void }

泛型約束

在書(shū)寫泛型的時(shí)候，我們往往需要對(duì)類型參數(shù)作一定的限制，比如希望傳入的參數(shù)都有 name 屬性的數(shù)組我們可以這么寫：

function getCnames<T extends { name: string }>(entities: T[]):string[] {
  return entities.map(entity => entity.cname)
}

這里extends對(duì)傳入的參數(shù)作了一個(gè)限制，就是 entities 的每一項(xiàng)可以是一個(gè)對(duì)象，但是必須含有類型為string的cname屬性。再比如，redux 里 dispatch 一個(gè) action，必須包含 type屬性：

interface Dispatch<T extends { type: string }> {
  (action: T): T
}

條件類型與高階類型

SomeType extends OtherType ? TrueType : FalseType;

When the type on the left of the extendsis assignable to the one on the right, then you’ll get the type in the first branch (the “true” branch); otherwise you’ll get the type in the latter branch (the “false” branch).

extends還有一大用途就是用來(lái)判斷一個(gè)類型是不是可以分配給另一個(gè)類型，這在寫高級(jí)類型的時(shí)候非常有用，舉個(gè) ??：

  type Human = {
    name: string;
  }
  type Duck = {
    name: string;
  }
  type Bool = Duck extends Human ? 'yes' : 'no'; // Bool => 'yes'

在 vscode 里或者 ts playground 里輸入這段代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn) Bool 的類型是'yes'。這是因?yàn)?Human 和 Duck 的類型完全相同，或者說(shuō) Human 類型的一切約束條件，Duck 都具備；換言之，類型為 Human 的值可以分配給類型為 Duck 的值（分配成功的前提是，Duck里面得的類型得有一樣的），反之亦然。需要理解的是，這里A extends B，是指類型A可以分配給類型B，而不是說(shuō)類型A是類型B的子集。稍微擴(kuò)展下來(lái)詳細(xì)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題：

  type Human = {
    name: string;
    occupation: string;
  }
  type Duck = {
    name: string;
  }
  type Bool = Duck extends Human ? 'yes' : 'no'; // Bool => 'no'

當(dāng)我們給Human加上一個(gè)occupation屬性，發(fā)現(xiàn)此時(shí)Bool是'no'，這是因?yàn)?Duck 沒(méi)有類型為string的occupation屬性，類型Duck不滿足類型Human的類型約束。因此，A extends B，是指類型A可以分配給類型B，而不是說(shuō)類型A是類型B的子集，理解extends在類型三元表達(dá)式里的用法非常重要。

繼續(xù)看示例

  type A1 = 'x' extends 'x' ? string : number; // string
  type A2 = 'x' | 'y' extends 'x' ? string : number; // number
  
  type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
  type A3 = P<'x' | 'y'> // ?

A1和A2是extends條件判斷的普通用法，和上面的判斷方法一樣。

P是帶參數(shù)T的泛型類型，其表達(dá)式和A1，A2的形式完全相同，A3是泛型類型P傳入?yún)?shù)'x' | 'y'得到的類型，如果將'x' | 'y'帶入泛型類的表達(dá)式，可以看到和A2類型的形式是完全一樣的，那是不是說(shuō)明，A3和A2的類型就是完全一樣的呢？

有興趣可以自己試一試，這里就直接給結(jié)論了

  type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
  type A3 = P<'x' | 'y'>  // A3的類型是 string | number

是不是很反直覺(jué)？這個(gè)反直覺(jué)結(jié)果的原因就是所謂的分配條件類型（Distributive Conditional Types）

When conditional types act on a generic type, they become distributive when given a union type

這句話翻譯過(guò)來(lái)也還是看不懂，我直接上大白話了

對(duì)于使用extends關(guān)鍵字的條件類型（即上面的三元表達(dá)式類型），如果extends前面的參數(shù)是一個(gè)泛型類型，當(dāng)傳入該參數(shù)的是聯(lián)合類型，則使用分配律計(jì)算最終的結(jié)果。分配律是指，將聯(lián)合類型的聯(lián)合項(xiàng)拆成單項(xiàng)，分別代入條件類型，然后將每個(gè)單項(xiàng)代入得到的結(jié)果再聯(lián)合起來(lái)，得到最終的判斷結(jié)果。

If we plug a union type into ToArray, then the conditional type will be applied to each member of that union.

還是用上面的例子說(shuō)明

  type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
  type A3 = P<'x' | 'y'>  // A3的類型是 string | number

該例中，extends的前參為T，T是一個(gè)泛型參數(shù)。在A3的定義中，給T傳入的是'x'和'y'的聯(lián)合類型'x' | 'y'，滿足分配律，于是'x'和'y'被拆開(kāi)，分別代入P<T>

P<'x' | 'y'> => P<'x'> | P<'y'>

'x'代入得到

'x' extends 'x' ? string : number => string

'y'代入得到

'y' extends 'x' ? string : number => number

然后將每一項(xiàng)代入得到的結(jié)果聯(lián)合起來(lái)，得到string | number

總之，滿足兩個(gè)要點(diǎn)即可適用分配律：第一，參數(shù)是泛型類型，第二，代入?yún)?shù)的是聯(lián)合類型

• 特殊的never

  // never是所有類型的子類型
  type A1 = never extends 'x' ? string : number; // string

  type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
  type A2 = P<never> // never

上面的示例中，A2和A1的結(jié)果竟然不一樣，看起來(lái)never并不是一個(gè)聯(lián)合類型，所以直接代入條件類型的定義即可，獲取的結(jié)果應(yīng)該和A1一直才對(duì)?。?/p>

實(shí)際上，這里還是條件分配類型在起作用。never被認(rèn)為是空的聯(lián)合類型，也就是說(shuō)，沒(méi)有聯(lián)合項(xiàng)的聯(lián)合類型，所以還是滿足上面的分配律，然而因?yàn)闆](méi)有聯(lián)合項(xiàng)可以分配，所以P<T>的表達(dá)式其實(shí)根本就沒(méi)有執(zhí)行，所以A2的定義也就類似于永遠(yuǎn)沒(méi)有返回的函數(shù)一樣，是never類型的。

• 防止條件判斷中的分配

  type P<T> = [T] extends ['x'] ? string : number;
  type A1 = P<'x' | 'y'> // number
  type A2 = P<never> // string

在條件判斷類型的定義中，將泛型參數(shù)使用[]括起來(lái)，即可阻斷條件判斷類型的分配，此時(shí)，傳入?yún)?shù)T的類型將被當(dāng)做一個(gè)整體，不再分配。

在高級(jí)類型中的應(yīng)用

• Exclude

Exclude是TS中的一個(gè)高級(jí)類型，其作用是從第一個(gè)聯(lián)合類型參數(shù)中，將第二個(gè)聯(lián)合類型中出現(xiàn)的聯(lián)合項(xiàng)全部排除，只留下沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的參數(shù)。

示例：

type A = Exclude<'key1' | 'key2', 'key2'> // 'key1'

Exclude的定義是

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T

這個(gè)定義就利用了條件類型中的分配原則，來(lái)嘗試將實(shí)例拆開(kāi)看看發(fā)生了什么：

type A = `Exclude<'key1' | 'key2', 'key2'>`

// 等價(jià)于

type A = `Exclude<'key1', 'key2'>` | `Exclude<'key2', 'key2'>`

// =>

type A = ('key1' extends 'key2' ? never : 'key1') | ('key'2 extends 'key2' ? never : 'key2')

// =>

// never是所有類型的子類型
type A = 'key1' | never = 'key1'

• Extract

高級(jí)類型Extract和上面的Exclude剛好相反，它是將第二個(gè)參數(shù)的聯(lián)合項(xiàng)從第一個(gè)參數(shù)的聯(lián)合項(xiàng)中提取出來(lái)，當(dāng)然，第二個(gè)參數(shù)可以含有第一個(gè)參數(shù)沒(méi)有的項(xiàng)。

下面是其定義和一個(gè)例子，有興趣可以自己推導(dǎo)一下

type Extract<T, U> = T extends U ? T : never
type A = Extract<'key1' | 'key2', 'key1'> // 'key1'

• Pick

extends的條件判斷，除了定義條件類型，還能在泛型表達(dá)式中用來(lái)約束泛型參數(shù)

// 高級(jí)類型Pick的定義
type Pick<T, K extends keyof T> = {
    [P in K]: T[P]
}

interface A {
    name: string;
    age: number;
    sex: number;
}

type A1 = Pick<A, 'name'|'age'>
// 報(bào)錯(cuò)：類型“"key" | "noSuchKey"”不滿足約束“keyof A”
type A2 = Pick<A, 'name'|'noSuchKey'>

Pick的意思是，從接口T中，將聯(lián)合類型K中涉及到的項(xiàng)挑選出來(lái)，形成一個(gè)新的接口，其中K extends keyof T則是用來(lái)約束K的條件，即，傳入K的參數(shù)必須使得這個(gè)條件為真，否則ts就會(huì)報(bào)錯(cuò)，也就是說(shuō)，K的聯(lián)合項(xiàng)必須來(lái)自接口T的屬性。

以上就是ts中 extends 關(guān)鍵字的常用場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)

• https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/2/classes.html#extends-clauses
• https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/2/objects.html#extending-types
• https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/2/generics.html#generic-constraints
• https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/advanced-types.html#type-inference-in-conditional-types