TypeScript泛型约束的高级应用

在TypeScript中，泛型是一种强大的工具，它允许我们编写更具通用性和可复用性的代码。而泛型约束则是对泛型参数的一种限制，通过使用extends关键字，我们可以确保泛型参数满足特定的条件。本文将通过几个实例，深入探讨TypeScript泛型约束的高级应用。

一、基础泛型约束

在TypeScript中，我们可以使用extends关键字对泛型类型参数施加约束。例如，我们定义一个Shape接口，要求所有传入drawShapes函数的泛型参数必须实现Shape接口。

interface Shape {
    draw(): void;
}

function drawShapes<S extends Shape>(shapes: S[]): void {
    shapes.forEach(shape => shape.draw());
}

class Circle implements Shape {
    draw() {
        console.log(`drawing Circle`);
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    draw() {
        console.log(`drawing Rectangle`);
    }
}

let circle = new Circle();
let rectangle = new Rectangle();
drawShapes([circle, rectangle]);

运行结果：

drawing Circle
drawing Rectangle

如果尝试传入不符合Shape接口的对象，TypeScript会在编译时报错。

二、使用其他类型参数作为约束

我们还可以将一个类型参数的约束设置为另一个类型参数的keyof。以下是一个示例，展示了如何根据对象的键动态获取属性值。

function getProp<T, K extends keyof T>(key: K, obj: T): T[K] {
    return obj[key];
}

let obj = { a: 2, b: 3, c: 4 };
let prop = getProp('c', obj);
console.log(prop);  // 输出：4

在这个例子中，K被约束为T的键，这样可以确保key参数是obj对象的有效键。

三、泛型约束与构造函数

泛型约束不仅可以用于普通类型，还可以用于构造函数。通过将构造函数作为参数，我们可以创建工厂函数，动态地实例化对象。

1. 无参数构造函数

function createInstance<T>(t: new () => T): T {
    return new t();
}

class Test {
    x: number = 4;
}

let test: Test = createInstance(Test);
console.log(test);  // 输出：Test { x: 4 }

2. 带参数构造函数

如果构造函数需要参数，我们可以通过扩展new (...args: any[]) => T来实现。

function createInstance2<T>(t: new (...args: any[]) => T, ...args: any[]): T {
    return new t(...args);
}

class Test2 {
    private x: number;
    constructor(x: number) {
        this.x = x;
    }
}

let test2: Test2 = createInstance2(Test2, 5);
console.log(test2);  // 输出：Test2 { x: 5 }

3. 泛型构造函数类型约束

我们还可以进一步将构造函数的泛型参数约束为一个具体的类型。

function createInstance3<R, T extends { new (...args: any[]): R }>(constructor: T, ...args: any[]): R {
    return new constructor(...args);
}

class Test3 {
    x: number;
    constructor(x: number) {
        this.x = x;
    }
}

let test3: Test3 = createInstance3(Test3, 6);
console.log(test3);  // 输出：Test3 { x: 6 }

四、总结

通过以上几个实例，我们可以看到TypeScript的泛型约束功能非常强大。它不仅可以限制泛型参数的类型，还可以结合构造函数、keyof等特性，实现更加灵活和安全的代码设计。泛型约束在构建大型项目时尤其有用，它可以帮助我们减少类型错误，提高代码的可维护性。