TypeScript 详解之 TypeScript 类型运算符

keyof 运算符

简介

keyof 是一个单目运算符，接受一个对象类型作为参数，返回该对象的所有键名组成的联合类型。

type MyObj = {
  foo: number,
  bar: string,
};

type Keys = keyof MyObj; // 'foo'|'bar'

上面示例中，keyof MyObj返回MyObj的所有键名组成的联合类型，即'foo'|'bar'。

下面是另一个例子。

interface T {
  0: boolean;
  a: string;
  b(): void;
}

type KeyT = keyof T; // 0 | 'a' | 'b'

由于 JavaScript 对象的键名只有三种类型，所以对于任意对象的键名的联合类型就是string|number|symbol。

// string | number | symbol
type KeyT = keyof any;

对于没有自定义键名的类型使用 keyof 运算符，返回never类型，表示不可能有这样类型的键名。

type KeyT = keyof object;  // never

上面示例中，由于object类型没有自身的属性，也就没有键名，所以keyof object返回never类型。

由于 keyof 返回的类型是string|number|symbol，如果有些场合只需要其中的一种类型，那么可以采用交叉类型的写法。

type Capital<T extends string> = Capitalize<T>;

type MyKeys<Obj extends object> = Capital<keyof Obj>; // 报错

上面示例中，类型Capital只接受字符串作为类型参数，传入keyof Obj会报错，原因是这时的类型参数是string|number|symbol，跟字符串不兼容。采用下面的交叉类型写法，就不会报错。

type MyKeys<Obj extends object> = Capital<string & keyof Obj>;

上面示例中，string & keyof Obj等同于string & string|number|symbol进行交集运算，最后返回string，因此Capital<T extends string>就不会报错了。

如果对象属性名采用索引形式，keyof 会返回属性名的索引类型。

// 示例一
interface T {
  [prop: number]: number;
}

// number
type KeyT = keyof T;

// 示例二
interface T {
  [prop: string]: number;
}

// string|number
type KeyT = keyof T;

上面的示例二，keyof T返回的类型是string|number，原因是 JavaScript 属性名为字符串时，包含了属性名为数值的情况，因为数值属性名会自动转为字符串。

如果 keyof 运算符用于数组或元组类型，得到的结果可能出人意料。

type Result = keyof ['a', 'b', 'c'];
// 返回 number | "0" | "1" | "2"
// | "length" | "pop" | "push" | ···

上面示例中，keyof 会返回数组的所有键名，包括数字键名和继承的键名。

对于联合类型，keyof 返回成员共有的键名。

type A = { a: string; z: boolean };
type B = { b: string; z: boolean };

// 返回 'z'
type KeyT = keyof (A | B);

对于交叉类型，keyof 返回所有键名。

type A = { a: string; x: boolean };
type B = { b: string; y: number };

// 返回 'a' | 'x' | 'b' | 'y'
type KeyT = keyof (A & B);

// 相当于
keyof (A & B) ≡ keyof A | keyof B

keyof 取出的是键名组成的联合类型，如果想取出键值组成的联合类型，可以像下面这样写。

type MyObj = {
  foo: number,
  bar: string,
};

type Keys = keyof MyObj;

type Values = MyObj[Keys]; // number|string

上面示例中，Keys是键名组成的联合类型，而MyObj[Keys]会取出每个键名对应的键值类型，组成一个新的联合类型，即number|string。

keyof 运算符的用途

keyof 运算符往往用于精确表达对象的属性类型。

举例来说，取出对象的某个指定属性的值，JavaScript 版本可以写成下面这样。

function prop(obj, key) {
  return obj[key];
}

上面这个函数添加类型，只能写成下面这样。

function prop(
  obj:object, key:string
):any {
  return obj[key];
}

上面的类型声明有两个问题，一是无法表示参数key与参数obj之间的关系，二是返回值类型只能写成any。

有了 keyof 以后，就可以解决这两个问题，精确表达返回值类型。

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

上面示例中，K extends keyof Obj表示K是Obj的一个属性名，传入其他字符串会报错。返回值类型Obj[K]就表示K这个属性值的类型。

keyof 的另一个用途是用于属性映射，即将一个类型的所有属性逐一映射成其他值。

type NewProps<Obj> = {
  [Prop in keyof Obj]: boolean;
};

// 用法
type MyObj = { foo: number; };

// 等于 { foo: boolean; }
type NewObj = NewProps<MyObj>;

上面示例中，类型NewProps是类型Obj的映射类型，前者继承了后者的所有属性，但是把所有属性值类型都改成了boolean。

下面的例子是去掉 readonly 修饰符。

type Mutable<Obj> = {
  -readonly [Prop in keyof Obj]: Obj[Prop];
};

// 用法
type MyObj = {
  readonly foo: number;
}

// 等于 { foo: number; }
type NewObj = Mutable<MyObj>;

上面示例中，[Prop in keyof Obj]是Obj类型的所有属性名，-readonly表示去除这些属性的只读特性。对应地，还有+readonly的写法，表示添加只读属性设置。

下面的例子是让可选属性变成必有的属性。

type Concrete<Obj> = {
  [Prop in keyof Obj]-?: Obj[Prop];
};

// 用法
type MyObj = {
  foo?: number;
}

// 等于 { foo: number; }
type NewObj = Concrete<MyObj>;

上面示例中，[Prop in keyof Obj]后面的-?表示去除可选属性设置。对应地，还有+?的写法，表示添加可选属性设置。

in 运算符

JavaScript 语言中，in运算符用来确定对象是否包含某个属性名。

const obj = { a: 123 };

if ('a' in obj)
  console.log('found a');

上面示例中，in运算符用来判断对象obj是否包含属性a。

in运算符的左侧是一个字符串，表示属性名，右侧是一个对象。它的返回值是一个布尔值。

TypeScript 语言的类型运算中，in运算符有不同的用法，用来取出（遍历）联合类型的每一个成员类型。

type U = 'a'|'b'|'c';

type Foo = {
  [Prop in U]: number;
};
// 等同于
type Foo = {
  a: number,
  b: number,
  c: number
};

上面示例中，[Prop in U]表示依次取出联合类型U的每一个成员。

上一小节的例子也提到，[Prop in keyof Obj]表示取出对象Obj的每一个键名。

方括号运算符

方括号运算符（[]）用于取出对象的键值类型，比如T[K]会返回对象T的属性K的类型。

type Person = {
  age: number;
  name: string;
  alive: boolean;
};

// Age 的类型是 number
type Age = Person['age'];

上面示例中，Person['age']返回属性age的类型，本例是number。

方括号的参数如果是联合类型，那么返回的也是联合类型。

type Person = {
  age: number;
  name: string;
  alive: boolean;
};

// number|string
type T = Person['age'|'name'];

// number|string|boolean
type A = Person[keyof Obj];

上面示例中，方括号里面是属性名的联合类型，所以返回的也是对应的属性值的联合类型。

如果访问不存在的属性，会报错。

type T = Person['notExisted']; // 报错

方括号运算符的参数也可以是属性名的索引类型。

type Obj = {
  [key:string]: number,
};

// number
type T = Obj[string];

上面示例中，Obj的属性名是字符串的索引类型，所以可以写成Obj[string]，代表所有字符串属性名，返回的就是它们的类型number。

这个语法对于数组也适用，可以使用number作为方括号的参数。