结构化类型 (Structural Typing)

结构化类型（也称为鸭子类型或接口类型）是 TypeScript 的核心特性之一，它允许类型系统根据对象的结构而不是其声明来进行比较。换句话说，两个对象只要具有相同的属性和方法（无论它们是否来自同一个类或接口），就被认为是兼容的。这种类型的系统与名义类型系统（Nominal Typing）相反，在名义类型系统中，类型兼容性取决于类型名称或声明。

结构化类型的工作原理

在 TypeScript 中，如果你有两个独立定义的对象类型，只要它们具有相同的属性和方法，并且这些属性和方法的类型相匹配，那么这两个类型就是兼容的。这意味着即使你没有显式地声明两个类型为相同或继承关系，它们仍然可以在某些情况下互换使用。

// 定义两个独立的接口
interface Point {
  x: number;
  y: number;
}

interface Coordinates {
  x: number;
  y: number;
}

// 即使 Point 和 Coordinates 是独立定义的，
// 它们被认为是兼容的，因为它们有相同的结构。
let point: Point = { x: 10, y: 20 };
let coordinates: Coordinates = point; // 允许这样赋值

结构化类型的优势

• 灵活性：结构化类型提供了更大的灵活性，因为你不需要严格遵循特定的类型声明来实现兼容性。

• 可组合性：由于类型基于结构而非名称，你可以更轻松地组合和重用不同类型的部分。

• 减少冗余代码：避免了为了类型兼容而必须创建多个相似类型的需要。

结构化类型的应用场景

1. 对象字面量：当你使用对象字面量时，TypeScript 会根据对象的结构自动推断其类型。

   function printCoord(pt: { x: number; y: number }) {
     console.log("The coordinate's x value is " + pt.x);
     console.log("The coordinate's y value is " + pt.y);
   }
   
   printCoord({ x: 3, y: 7 }); // 对象字面量符合参数类型

2. 函数参数和返回值：结构化类型使得函数参数和返回值可以更加灵活地接受不同但结构兼容的类型。

   interface Named {
     name: string;
   }
   
   function greet(n: Named) {
     console.log("Hello, " + n.name);
   }
   
   class Person {
     name: string;
   
     constructor(theName: string) {
       this.name = theName;
     }
   }
   
   let person = new Person("Alice");
   greet(person); // 传递一个类实例给期望接口的地方

3. 交叉类型和联合类型：结构化类型使得交叉类型 (&) 和联合类型 (|) 更加有用，因为你可以创建新的类型，这些新类型仍然是结构兼容的。

   type Bird = { fly: () => void; layEggs: () => void };
   type Fish = { swim: () => void; layEggs: () => void };
   
   type Pet = Bird | Fish;
   
   function getSmallPet(): Pet {
     return {
       fly() {},
       layEggs() {},
     };
   }
   // Pet，pet.swim() 会报错，因为 pet 的类型是 Pet，它可能不是 Fish 类型，所以 pet.swim() 可能会出错。
   let pet = getSmallPet();
   if (pet.swim) {
     pet.swim();
   } else if (pet.fly) {
     pet.fly();
   }
   /*
   // 【修改】使用类型保护来区分 Bird 和 Fish
    if ('swim' in pet) {
    (pet as Fish).swim();
    } else if ('fly' in pet) {
    (pet as Bird).fly();
    }
    */

4. 泛型中的结构化类型：当使用泛型时，结构化类型确保传入的类型参数满足预期的结构。

   function getProperty<T, K extends keyof T>(obj: T, key: K) {
     return obj[key];
   }
   
   let x = { a: 1, b: 2, c: 3, d: 4 };
   
   getProperty(x, "a"); // 允许
   getProperty(x, "m"); // 错误："m" 不是 "x" 的键

结构化类型 vs 名义类型

• 结构化类型：关注对象的实际结构，只要结构匹配，类型就被认为是兼容的。这使得代码更加灵活和可组合。

• 名义类型：关注类型的名称或声明，只有当类型名称或声明完全一致时，才认为类型是兼容的。这种方式提供了更强的类型安全性和明确性，但也减少了灵活性。

注意事项

虽然结构化类型带来了很大的灵活性，但也需要注意以下几点：

• 潜在的意外行为：如果两个类型看起来相似但实际上有不同的意图或行为，可能会导致意外的结果。因此，清晰的命名和文档非常重要。

• 过度依赖结构化类型：有时过于依赖结构化类型可能导致代码难以维护，特别是在大型项目中。适当使用接口和类型别名可以帮助提高代码的可读性和可维护性。

总结

结构化类型是 TypeScript 提供的一个强大工具，它允许类型系统根据对象的结构而不是其声明来进行比较。理解结构化类型的工作原理及其应用场景，可以帮助你在编写代码时充分利用 TypeScript 的灵活性，同时保持良好的代码质量。