概述

类型查询（Type Queries）是 TypeScript 中的一个强大特性，允许你在代码中查询并获取已有变量、对象、类等的类型。类型查询可以帮助你编写更加灵活和类型安全的代码，尤其在泛型编程和类型推断中起到重要作用。本文将详细介绍 TypeScript 的类型查询，并通过示例代码说明每个概念的使用方法和应用场景。

什么是类型查询

类型查询使用 typeof 操作符来获取变量、对象、类等的类型。类型查询常用于类型推断、类型重用和泛型编程。

示例

let person = { name: "Alice", age: 25 };
type PersonType = typeof person;
let anotherPerson: PersonType = { name: "Bob", age: 30 };

在上面的例子中，typeof person 获取了 person 变量的类型，并将其赋给 PersonType 类型别名。

使用场景

• 类型推断：当需要推断变量的类型时，如从对象实例推断其类型。
• 类型重用：当需要重用已有类型定义时，如在不同变量间共享类型。
• 泛型编程：当需要在泛型中使用动态类型时，如在泛型参数中使用类型查询。

function clone<T>(source: T): T {
    return { ...source };
}
let original = { name: "Alice", age: 25 };
let copied = clone(original); // 类型推断为 { name: string; age: number }

获取对象类型

类型查询最常见的用途之一是获取对象的类型。通过 typeof 操作符，你可以轻松地获取对象的类型，并在其他地方重用。

示例

const user = {
    id: 1,
    name: "Alice",
    email: "alice@example.com"
};
type UserType = typeof user;
const anotherUser: UserType = {
    id: 2,
    name: "Bob",
    email: "bob@example.com"
};

使用场景

• 类型一致性：确保不同对象具有相同的类型定义，避免手动重复定义。
• 类型安全：在代码中重用类型，减少类型错误的可能性。

function updateUser(user: UserType): void {
    console.log(`Updating user: ${user.name}`);
}
updateUser({ id: 3, name: "Charlie", email: "charlie@example.com" });

获取函数类型

类型查询也可以用于获取函数的类型。这在需要重用函数签名或在泛型编程中使用函数类型时非常有用。

示例

function add(a: number, b: number): number {
    return a + b;
}
type AddFunctionType = typeof add;
const subtract: AddFunctionType = (x, y) => x - y;
console.log(subtract(10, 5)); // 5

使用场景

• 函数重用：重用函数类型定义，确保不同函数具有相同的签名。
• 类型推断：在泛型编程中推断函数类型，避免重复定义。

function operate(a: number, b: number, operation: AddFunctionType): number {
    return operation(a, b);
}
console.log(operate(10, 5, add)); // 15
console.log(operate(10, 5, subtract)); // 5

获取类类型

类型查询还可以用于获取类的类型。这在需要实例化类或在泛型中使用类类型时非常有用。

示例

class Person {
    constructor(public name: string, public age: number) {}
}
type PersonClassType = typeof Person;
function createPersonInstance(ClassType: PersonClassType, name: string, age: number) {
    return new ClassType(name, age);
}
const personInstance = createPersonInstance(Person, "Alice", 25);
console.log(personInstance); // Person { name: 'Alice', age: 25 }

使用场景

• 类实例化：动态实例化类，提供灵活的类创建方式。
• 泛型编程：在泛型中使用类类型，增强代码的通用性和灵活性。

function printClassName(ClassType: PersonClassType) {
    console.log(ClassType.name);
}
printClassName(Person); // Person

使用索引类型查询

索引类型查询 keyof 可以与类型查询结合使用，从对象类型中获取键的联合类型。

示例

const user = {
    id: 1,
    name: "Alice",
    email: "alice@example.com"
};
type UserKeys = keyof typeof user; // "id" | "name" | "email"
function getValue<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K): T[K] {
    return obj[key];
}
const userName = getValue(user, "name"); // "Alice"
console.log(userName);

使用场景

• 动态键访问：安全地访问对象的键，确保键存在且类型正确。
• 类型验证：在编译时验证对象键的合法性，避免运行时错误。

function printUserProperty(key: UserKeys) {
    console.log(user[key]);
}
printUserProperty("email"); // alice@example.com

使用映射类型结合类型查询

类型查询与映射类型结合使用，可以创建更复杂的类型转换和操作。

示例

const user = {
    id: 1,
    name: "Alice",
    email: "alice@example.com"
};
type ReadonlyUser = {
    readonly [K in keyof typeof user]: typeof user[K];
};
let readonlyUser: ReadonlyUser = {
    id: 1,
    name: "Alice",
    email: "alice@example.com"
};
// readonlyUser.id = 2; // Error: Cannot assign to 'id' because it is a read-only property.

使用场景

• 类型转换：对已有类型进行转换，如将对象类型的所有属性变为只读。
• 类型扩展：在现有类型基础上进行扩展，增强类型定义的灵活性。

type OptionalUser = {
    [K in keyof typeof user]?: typeof user[K];
};
let optionalUser: OptionalUser = {
    name: "Alice"
};
console.log(optionalUser); // { name: 'Alice' }

结论

类型查询是 TypeScript 中的重要特性，提供了灵活且强大的类型获取和重用方式。通过掌握类型查询的各种应用场景和使用方法，你可以编写出更加类型安全和灵活的代码。在实际开发中，合理使用类型查询可以提高代码的可读性和可维护性，帮助你更好地处理复杂的数据结构和类型操作。