TypeScript 從 0 開始 Ep-4

本篇重點

在上一篇教學中，我們介紹了 TypeScript 中的Enums（列舉） 和 Tuples（元組），這些功能幫助，能夠幫助你更精確地定義資料結構與型別，接下來本我們繼續進一步探討 TypeScript 中的 Generics（泛型）、Type Guarding（型別守衛） 以及 ES6 Modules（模組系統）。

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Generics（泛型）

Generics 是 TypeScript 中的一種進階型別功能，它允許你撰寫可重複使用的程式碼，同時保持型別的安全性，泛型可以讓我們定義一個函式、介面或類別，能夠處理多種型別，而不需要針對每一種型別都寫一份獨立的程式碼。

1. 基本泛型函式

最簡單的泛型應用是在函式中，可以使用泛型來定義一個函式，讓它能夠接受任意型別的參數，並回傳相同型別的值。

function identity<T>(arg: T): T {
  return arg;
}

let output1 = identity<string>("Hello");
console.log(output1); // "Hello"

let output2 = identity<number>(42);
console.log(output2); // 42

在這個範例中，T 是一個型別變數（Type Variable），它會在函式被呼叫時動態決定型別。

2. 泛型介面

泛型也可以應用在介面中，讓介面能夠處理多種型別的資料。

interface KeyValuePair<K, V> {
  key: K;
  value: V;
}

let pair1: KeyValuePair<string, number> = { key: "age", value: 25 };
let pair2: KeyValuePair<number, boolean> = { key: 1, value: true };

console.log(pair1); // { key: "age", value: 25 }
console.log(pair2); // { key: 1, value: true }

3. 泛型類別

類別也可以使用泛型，讓類別的屬性和方法能夠處理多種型別。

class Box<T> {
  private content: T;

  constructor(value: T) {
    this.content = value;
  }

  getValue(): T {
    return this.content;
  }
}

let box1 = new Box<string>("TypeScript");
console.log(box1.getValue()); // "TypeScript"

let box2 = new Box<number>(100);
console.log(box2.getValue()); // 100

4. 泛型約束（Generic Constraints）

如果希望泛型只能接受特定型別或符合某些條件的型別，可以使用泛型約束來限制型別。

interface Lengthwise {
  length: number;
}

function logLength<T extends Lengthwise>(arg: T): void {
  console.log(arg.length);
}

logLength("Hello"); // 5
logLength([1, 2, 3]); // 3
logLength({ length: 10 }); // 10

在這個範例中，T 必須符合 Lengthwise 介面，也就是說必須具有 length 屬性才符合 Lengthwise 的定義規則。

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Type Guarding（型別守衛）

Type Guarding 是用來在執行時期檢查型別的一種機制，它能夠幫助我們更安全地處理不同型別的資料。

1. typeof 型別守衛

typeof 可以用來檢查基本型別（如 string、number、boolean 等）。

function printValue(value: string | number) {
  if (typeof value === "string") {
    console.log(`String value: ${value}`);
  } else {
    console.log(`Number value: ${value}`);
  }
}

printValue("Hello"); // String value: Hello
printValue(42); // Number value: 42

2. instanceof 型別守衛

instanceof 可以用來檢查某個物件是否屬於某個類別。

class Dog {
  bark() {
    console.log("Woof!");
  }
}

class Cat {
  meow() {
    console.log("Meow!");
  }
}

function handleAnimal(animal: Dog | Cat) {
  if (animal instanceof Dog) {
    animal.bark();
  } else {
    animal.meow();
  }
}

handleAnimal(new Dog()); // Woof!
handleAnimal(new Cat()); // Meow!

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3. 自定義型別守衛

我們可以透過自訂函式來實現更精確的型別判斷。例如，判斷一個物件是 Fish 還是 Bird：

interface Fish {
  swim(): void;
}

interface Bird {
  fly(): void;
}

function isFish(pet: Fish | Bird): pet is Fish {
  return typeof (pet as Fish).swim === "function";
}

function handlePet(pet: Fish | Bird) {
  if (isFish(pet)) {
    pet.swim(); // TypeScript 會推斷 pet 為 Fish
  } else {
    pet.fly(); // pet 一定是 Bird
  }
}

解釋說明

1. 型別守衛函式

isFish(pet: Fish | Bird): pet is Fish 是一個型別守衛 (Type Guard)，它的作用是：

• 當回傳 true 時，TypeScript 會認定 pet 是 Fish
• 當回傳 false 時，pet 只能是 Bird

2. 型別判斷邏輯

return typeof (pet as Fish).swim === "function";

• 如果 pet 具有 swim 方法，它就是 Fish
• 如果 pet 沒有 swim 方法，則它一定是 Bird

3. 安全地使用型別

if (isFish(pet)) {
  pet.swim(); // 確保可以調用 swim()
} else {
  pet.fly(); // 確保可以調用 fly()
}

透過 isFish(pet)，TypeScript 能正確推斷 pet 的型別，使程式更安全。

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ES6 Modules（模組系統）

ES6 Modules 是 JavaScript 的模組化標準，TypeScript 完全支援 ES6 Modules，讓我們能夠將程式碼拆分為多個檔案，並透過匯入與匯出的方式來組織程式碼。

1. 匯出與匯入

使用 export 關鍵字來匯出變數、函式或類別，並使用 import 關鍵字來匯入，這樣可以方便的管理。

// math.ts
export function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

export const PI = 3.14;

// main.ts
import { add, PI } from "./math";

console.log(add(1, 2)); // 3
console.log(PI); // 3.14

2. 預設匯出

每個模組可以有一個預設匯出（Default Export），使用 export default 語法。

// logger.ts
export default function log(message: string): void {
  console.log(message);
}

// main.ts
import log from "./logger";

log("Hello, TypeScript!"); // Hello, TypeScript!

3. 重新匯出

我們可以在一個模組中重新匯出其他模組的內容。

// utils.ts
export function multiply(a: number, b: number): number {
  return a * b;
}

// index.ts
export { multiply } from "./utils";

// main.ts
import { multiply } from "./index";

console.log(multiply(2, 3)); // 6

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結論

在本篇中，我們深入探討了 TypeScript 中的 Generics（泛型）、Type Guarding（型別守衛） 以及 ES6 Modules（模組系統），包括：

• 泛型函式、泛型介面與泛型類別的定義與使用。
• 型別守衛的應用（typeof、instanceof 與自定義型別守衛）。
• ES6 Modules 的匯出、匯入與模組化組織。

這些功能能夠幫助你撰寫更具彈性、安全性與模組化的程式碼。

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延伸閱讀

• TypeScript 官方文件 - Generics
• TypeScript 官方文件 - Type Guards
• TypeScript 官方文件 - Modules

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