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声明合并

发布于 2019-08-13 字数9204 浏览 396 评论 0

TypeScript中有些独特的概念可以在类型层面上描述JavaScript对象的模型。
这其中尤其独特的一个例子是“声明合并”的概念。
理解了这个概念,将有助于操作现有的JavaScript代码。
同时,也会有助于理解更多高级抽象的概念。

对本文件来讲,“声明合并”是指编译器将针对同一个名字的两个独立声明合并为单一声明。
合并后的声明同时拥有原先两个声明的特性。
任何数量的声明都可被合并;不局限于两个声明。

TypeScript中的声明会创建以下三种实体之一:命名空间,类型或值。
创建命名空间的声明会新建一个命名空间,它包含了用(.)符号来访问时使用的名字。
创建类型的声明是:用声明的模型创建一个类型并绑定到给定的名字上。
最后,创建值的声明会创建在JavaScript输出中看到的值。

Declaration Type Namespace Type Value
Namespace X X
Class X X
Enum X X
Interface X
Type Alias X
Function X
Variable X

理解每个声明创建了什么,有助于理解当声明合并时有哪些东西被合并了。

最简单也最常见的声明合并类型是接口合并。
从根本上说,合并的机制是把双方的成员放到一个同名的接口里。

interface Box {
    height: number;
    width: number;
}

interface Box {
    scale: number;
}

let box: Box = {height: 5, width: 6, scale: 10};

接口的非函数的成员应该是唯一的。
如果它们不是唯一的,那么它们必须是相同的类型。
如果两个接口中同时声明了同名的非函数成员且它们的类型不同,则编译器会报错。

对于函数成员,每个同名函数声明都会被当成这个函数的一个重载。
同时需要注意,当接口A与后来的接口A合并时,后面的接口具有更高的优先级。

如下例所示:

interface Cloner {
    clone(animal: Animal): Animal;
}

interface Cloner {
    clone(animal: Sheep): Sheep;
}

interface Cloner {
    clone(animal: Dog): Dog;
    clone(animal: Cat): Cat;
}

这三个接口合并成一个声明:

interface Cloner {
    clone(animal: Dog): Dog;
    clone(animal: Cat): Cat;
    clone(animal: Sheep): Sheep;
    clone(animal: Animal): Animal;
}

注意每组接口里的声明顺序保持不变,但各组接口之间的顺序是后来的接口重载出现在靠前位置。

这个规则有一个例外是当出现特殊的函数签名时。
如果签名里有一个参数的类型是单一的字符串字面量(比如,不是字符串字面量的联合类型),那么它将会被提升到重载列表的最顶端。

比如,下面的接口会合并到一起:

interface Document {
    createElement(tagName: any): Element;
}
interface Document {
    createElement(tagName: "div"): HTMLDivElement;
    createElement(tagName: "span"): HTMLSpanElement;
}
interface Document {
    createElement(tagName: string): HTMLElement;
    createElement(tagName: "canvas"): HTMLCanvasElement;
}

合并后的Document将会像下面这样:

interface Document {
    createElement(tagName: "canvas"): HTMLCanvasElement;
    createElement(tagName: "div"): HTMLDivElement;
    createElement(tagName: "span"): HTMLSpanElement;
    createElement(tagName: string): HTMLElement;
    createElement(tagName: any): Element;
}

与接口相似,同名的命名空间也会合并其成员。
命名空间会创建出命名空间和值,我们需要知道这两者都是怎么合并的。

对于命名空间的合并,模块导出的同名接口进行合并,构成单一命名空间内含合并后的接口。

对于命名空间里值的合并,如果当前已经存在给定名字的命名空间,那么后来的命名空间的导出成员会被加到已经存在的那个模块里。

Animals声明合并示例:

namespace Animals {
    export class Zebra { }
}

namespace Animals {
    export interface Legged { numberOfLegs: number; }
    export class Dog { }
}

等同于:

namespace Animals {
    export interface Legged { numberOfLegs: number; }

    export class Zebra { }
    export class Dog { }
}

除了这些合并外,你还需要了解非导出成员是如何处理的。
非导出成员仅在其原有的(合并前的)命名空间内可见。这就是说合并之后,从其它命名空间合并进来的成员无法访问非导出成员。

下例提供了更清晰的说明:

namespace Animal {
    let haveMuscles = true;

    export function animalsHaveMuscles() {
        return haveMuscles;
    }
}

namespace Animal {
    export function doAnimalsHaveMuscles() {
        return haveMuscles;  // Error, because haveMuscles is not accessible here
    }
}

因为haveMuscles并没有导出,只有animalsHaveMuscles函数共享了原始未合并的命名空间可以访问这个变量。
doAnimalsHaveMuscles函数虽是合并命名空间的一部分,但是访问不了未导出的成员。

命名空间可以与其它类型的声明进行合并。
只要命名空间的定义符合将要合并类型的定义。合并结果包含两者的声明类型。
TypeScript使用这个功能去实现一些JavaScript里的设计模式。

合并命名空间和类

这让我们可以表示内部类。

class Album {
    label: Album.AlbumLabel;
}
namespace Album {
    export class AlbumLabel { }
}

合并规则与上面合并命名空间小节里讲的规则一致,我们必须导出AlbumLabel类,好让合并的类能访问。
合并结果是一个类并带有一个内部类。
你也可以使用命名空间为类增加一些静态属性。

除了内部类的模式,你在JavaScript里,创建一个函数稍后扩展它增加一些属性也是很常见的。
TypeScript使用声明合并来达到这个目的并保证类型安全。

function buildLabel(name: string): string {
    return buildLabel.prefix + name + buildLabel.suffix;
}

namespace buildLabel {
    export let suffix = "";
    export let prefix = "Hello, ";
}

console.log(buildLabel("Sam Smith"));

相似的,命名空间可以用来扩展枚举型:

enum Color {
    red = 1,
    green = 2,
    blue = 4
}

namespace Color {
    export function mixColor(colorName: string) {
        if (colorName == "yellow") {
            return Color.red + Color.green;
        }
        else if (colorName == "white") {
            return Color.red + Color.green + Color.blue;
        }
        else if (colorName == "magenta") {
            return Color.red + Color.blue;
        }
        else if (colorName == "cyan") {
            return Color.green + Color.blue;
        }
    }
}

TypeScript并非允许所有的合并。
目前,类不能与其它类或变量合并。
想要了解如何模仿类的合并,请参考TypeScript的混入。

虽然JavaScript不支持合并,但你可以为导入的对象打补丁以更新它们。让我们考察一下这个玩具性的示例:

// observable.ts
export class Observable<T> {
    // ... implementation left as an exercise for the reader ...
}

// map.ts
import { Observable } from "./observable";
Observable.prototype.map = function (f) {
    // ... another exercise for the reader
}

它也可以很好地工作在TypeScript中, 但编译器对 Observable.prototype.map一无所知。
你可以使用扩展模块来将它告诉编译器:

// observable.ts stays the same
// map.ts
import { Observable } from "./observable";
declare module "./observable" {
    interface Observable<T> {
        map<U>(f: (x: T) => U): Observable<U>;
    }
}
Observable.prototype.map = function (f) {
    // ... another exercise for the reader
}


// consumer.ts
import { Observable } from "./observable";
import "./map";
let o: Observable<number>;
o.map(x => x.toFixed());

模块名的解析和用import/export解析模块标识符的方式是一致的。
更多信息请参考 Modules。
当这些声明在扩展中合并时,就如同在原始位置被声明一样。
但是,有两点限制需要注意:

  1. 你不能在扩展中声明新的顶级声明-仅可以扩展模块中已经存在的声明。
  2. 默认导出也不能扩展,只有命名的导出才可以(因为你需要使用导出的名字来进行扩展,并且default是保留关键字 – 详情查看#14080)

全局扩展

你也以在模块内部添加声明到全局作用域中。

// observable.ts
export class Observable<T> {
    // ... still no implementation ...
}

declare global {
    interface Array<T> {
        toObservable(): Observable<T>;
    }
}

Array.prototype.toObservable = function () {
    // ...
}

全局扩展与模块扩展的行为和限制是相同的。

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