类型界限的进阶认知：TypeScript 之协变与逆变

2023-09-03 01:05:24

在 TypeScript 中，父子类型在编程理论上是一个复杂的话题，而它的复杂之处来自于一对经常会被混淆的现象，我们称之为协变与逆变。协变和逆变是两个密切相关的概念，它们了子类型与父类型之间如何相互转换。

协变

协变是指在类型系统中，子类型的对象可以赋值给父类型。例如，如果 Animal 是一个父类，而 Cat 是一个子类，那么一只 Cat 对象可以赋值给一个 Animal 类型的变量。这是因为 Cat 对象拥有所有 Animal 对象拥有的属性和方法，因此它可以满足 Animal 类型的所有要求。

逆变

逆变是指在类型系统中，父类型的对象可以赋值给子类型。例如，如果 Animal 是一个父类，而 Cat 是一个子类，那么一个 Animal 类型的变量可以接受一个 Cat 对象。这是因为 Animal 类型允许的任何值也都是 Cat 类型允许的。

在 TypeScript 中使用协变和逆变

在 TypeScript 中，协变和逆变可以通过使用泛型来实现。泛型允许您创建可以接受不同类型参数的类型。通过使用泛型，您可以定义一个父类型，它可以接受不同类型的子类型。例如，您可以定义一个名为 Animal 的父类，它具有一个名为 name 的属性。您还可以定义一个名为 Cat 的子类，它继承了 Animal 类并具有一个名为 meow() 的方法。

您可以使用泛型来定义一个函数，它可以接受不同类型的 Animal 对象。例如，您可以定义一个名为 printAnimalName() 的函数，它接受一个 Animal 类型参数，并打印该参数的 name 属性。

function printAnimalName<T extends Animal>(animal: T): void {
  console.log(animal.name);
}

您可以使用这个函数来打印任何类型的 Animal 对象，包括 Cat 对象。

const cat = new Cat("Kitty");
printAnimalName(cat); // 输出 "Kitty"

协变和逆变的局限性

在 TypeScript 中，协变和逆变的使用存在一些局限性。协变只能用于方法的参数类型，而逆变只能用于方法的返回类型。这意味着您不能将子类型的对象赋值给父类型的变量，也不能将父类型的对象赋值给子类型的参数。

例如，以下代码是无效的：

class Animal {
  name: string;
}

class Cat extends Animal {
  meow(): void {
    console.log("Meow!");
  }
}

function printAnimalName(animal: Animal): void {
  console.log(animal.name);
}

const cat = new Cat("Kitty");
printAnimalName(cat); // 错误：类型“Cat”不能赋值给类型“Animal”