TypeScript 学习【7】高级类型：联合类型与交叉类型

联合类型

联合类型（Unions）用来表示变量、参数的类型不是单一原子类型，而可能是多种不同的类型的组合。

我们主要通过 | 操作符分隔类型的语法来表示联合类型。这里，我们可以把 | 类比为 JavaScript 中的逻辑或 ||，只不过前者表示可能的类型。

举个例子，我们封装了一个将 string 或者 number 类型的输入值转换成 '数字 + “px” 格式的函数，如下代码所示：

function formatPX(size: unknown) {
    
  if (typeof size === 'number') {
    
    return `${
      size}px`;
  }
  if (typeof size === 'string') {
    
    return `${
      parseInt(size) || 0}px`;
  }
  throw Error('仅支持转换 number 与 string');
}

console.log(formatPX(13)); // 13px
console.log(formatPX('13px')); // 13px

说明：在学习联合类型之前，我们可能免不了使用 any 或 unknown 类型来表示参数的类型（为了养成好习惯，推荐使用 unknown）。

通过这样的方式带来的问题是，在调用 formatPX 时，我们可以传递任意的值，并且可以通过静态类型检测（使用 any 亦如是），但是运行时还是会抛出一个错误，例如：

formatPX(true);
formatPX(null);

这显然不符合我们的预期，因为 size 应该是更明确的，即可能也只可能是 number 或 string 这两种可选类型的类型。

所幸有联合类型，我们可以使用一个更明确表示可能是 number 或 string 的联合类型来注解 size 参数，如下代码所示：

function formatPX(size: number | string) {
    
  // ...
}

当然，我们可以组合任意个、任意类型来构造更满足我们诉求的类型。比如，我们希望给前边的示例再加一个 unit 参数表示可能单位，这个时候就可以声明一个字符串字面类型组成的联合类型，如下代码所示：

function formatPX(size: number | string, unit: 'px' | 'em' | 'rem' | '%' = 'px') {
    
  if (typeof size === 'number') {
    
    return `${
      size}${
      unit}`;
  }
  if (typeof size === 'string') {
    
    return `${
      parseInt(size) || 0}${
      unit}`;
  }
  throw Error('仅支持转换 number 与 string');
}

console.log(formatPX(21, 'rem')); // 21rem
console.log(formatPX(77, '%')); // 77%

上述代码定义了 formatPX 函数的第二个参数 unit，它的类型是由 ‘px’、‘em’、‘rem’、‘%’ 字符串字面类型组成的类型集合。

我们也可以使用类型别名抽离上边的联合类型，然后再将其进一步地联合，如下代码所示：

type ModernUnit = 'vh' | 'vw';
type SimpleUnit = 'px' | 'em' | 'rem';
type UnitConcat = ModernUnit | SimpleUnit;

我们也可以把接口类型联合起来表示更复杂的结构，如下所示示例：

interface Bird {
    
  fly(): void;
  layEggs(): void;
}

interface Fish {
    
  swim(): void;
  layEggs(): void;
}

const getPet: () => Bird | Fish = () => {
    
  return {
    
    // ...
  } as Bird | Fish
};

const Pet = getPet();
Pet.layEggs();
Pet.fly(); // ts(2339) 'Fish' 没有 'fly' 属性; 'Bird | Fish' 没有 'fly' 属性

从上边的示例可以看到，在联合类型中，我们可以直接访问各个接口成员都拥有的属性、方法，且不会提示类型错误。但是，如果是个别成员特有的属性、方法，我们就需要区分对待了，此时又要引入类型守卫来区分不同的成员类型。

只不过，在这种情况下，我们还需要使用基于 in 操作符判断的类型守卫，如下代码所示：

if (typeof Pet.fly === 'function') {
     // ts(2339)
  Pet.fly(); // ts(2339)
}

if ('fly' in Pet) {
    
  Pet.fly();
}

因为 Pet 的类型既可能是 Bird 也可能是 Fish，这就意味着在第 1 行可能会通过 Fish 类型获取 fly 属性，但 Fish 类型没有 fly 属性定义，所以会提示一个 ts(2339) 错误。

交叉类型

在 TypeScript 中，还存在一种类似逻辑与行为的类型——交叉类型（Intersection Type），它可以把多个类型合并成一个类型，合并后的类型将拥有所有成员类型的特性。

可以使用 & 操作符来声明交叉类型，如下代码所示：

type Test = string & number;

很显然，如果我们仅仅把原始类型、字面量类型、函数类型等原子类型合并成交叉类型，是没有任何用处的，因为任何类型都不能满足同时属于多种原子类型，比如既是 string 类型又是 number 类型。因此，在上述的代码中，类型别名 Test 的类型就是个 never。

合并接口类型

联合类型真正的用武之地就是将多个接口类型合并成一个类型，从而实现等同接口继承的效果，也就是所谓的合并接口类型，如下代码所示：

type IntersectionType = {
     id: number; name: string; } & {
     age: number };

const mixed: IntersectionType = {
    
  id: 1,
  name: 'Jae',
  age: 23
}

在上述示例中，我们通过交叉类型，使得 IntersectionType 同时拥有了 id、name、age 所有属性，这里我们可以试着将合并接口类型理解为求并集。

如果合并的多个接口类型存在同名属性会是什么效果呢？

如果同名属性的类型不兼容，比如上面示例中两个接口类型同名的 name 属性类型一个是 number，另一个是 string，合并后，name 属性的类型就是 number 和 string 两个原子类型的交叉类型，即 never，如下代码所示：

type IntersectionType = {
     id: number; name: string; } & {
     age: number; name: number };

const mixed: IntersectionType = {
    
  id: 1,
  name: 'Jae', // ts(2322) 错误，'number' 类型不能赋给 'never' 类型
  age: 23
}

此时，我们赋予 mixed 任意类型的 name 属性值都会提示类型错误。而如果我们不设置 name 属性，又会提示一个缺少必选的 name 属性的错误。在这种情况下，就意味着上述代码中交叉出来的 IntersectionType 类型是一个无用类型。

如果同名属性的类型兼容，比如一个是 number，另一个是 number 的子类型、数字字面量类型，合并后 name 属性的类型就是两者中的子类型。

如下所示示例中 name 属性的类型就是数字字面量类型 2，因此，我们不能把任何非 2 之外的值赋予 name 属性。

type IntersectionType = {
     id: number; name: 2; } & {
     age: number; name: number };

const mixed: IntersectionType = {
    
  id: 1,
  name: 22, // ts(2322) 不能将类型“22”分配给类型“2”
  age: 23
}

合并联合类型

另外，我们可以合并联合类型为一个交叉类型，这个交叉类型需要同时满足不同的联合类型限制，也就是提取了所有联合类型的相同类型成员。这里，我们也可以将合并联合类型理解为求交集。

在如下示例中，两个联合类型交叉出来的类型 IntersectionUnion 其实等价于 ‘em’ | ‘rem’，所以我们只能把 ‘em’ 或者 ‘rem’ 字符串赋值给 IntersectionUnion 类型的变量。

type UnionA = 'px' | 'em' | 'rem' | '%'
type UnionB = 'vh' | 'em' | 'rem' | 'pt'
type IntersectionUnion = UnionA & UnionB

const test1: IntersectionUnion = 'em'
const test2: IntersectionUnion = 'px' // ts(2322) 不能将类型“"px"”分配给类型“"em" | "rem"”
const test3: IntersectionUnion = 'pt' // ts(2322) 不能将类型“"pt"”分配给类型“"em" | "rem"”

既然是求交集，如果多个联合类型中没有相同的类型成员，交叉出来的类型自然就是 never 了，如下代码所示：

type UnionC = 'em' | 'rem';
type UnionD = 'px' | 'pt';
type IntersectionUnion2 = UnionC & UnionD;
const Test: IntersectionUnion2 = 'any' as any; // ts(2322) 不能赋予 'never' 类型

在上述示例中，因为 UnionC 和 UnionD 没有交集，交叉出来的类型 IntersectionUnion2就是 never，所以我们不能把任何类型的值赋予 IntersectionUnion2 类型的变量。

联合、交叉组合

在前面的示例中，我们把一些联合、交叉类型抽离成了类型别名，再把它作为原子类型进行进一步的联合、交叉。其实，联合、交叉类型本身就可以直接组合使用，这就涉及 |、& 操作符的优先级问题。实际上，联合、交叉运算符不仅在行为上表现一致，还在运算的优先级和 JavaScript 的逻辑或 ||、逻辑与 && 运算符上表现一致 。

联合操作符 | 的优先级低于交叉操作符 &，同样，我们可以通过使用小括弧 () 来调整操作符的优先级。

type ITest1 = {
     id: number; } & {
     name: string; } | {
     id: string; } & {
     name: number; }; // 交叉操作符优先级高于联合操作符
type ITest2 = ('px' | 'em' | 'rem' | '%') | ('vh' | 'em' | 'rem' | 'pt'); // 调整优先级

类型缩减

如果将 string 原始类型和“string字面量类型”组合成联合类型会是什么效果？效果就是类型缩减成 string 了，如下所示：

type TStr = 'string' | string; // 类型是 string
type TNum = 2 | number; // 类型是 number
type TBoolean = true | boolean; // 类型是 boolean

TypeScript 对这样的场景做了缩减，它把字面量类型、枚举成员类型缩减掉，只保留原始类型、枚举类型等父类型，这是合理的“优化”。

可是这个缩减，却极大地削弱了 IDE 自动提示的能力，如下代码所示：

 type BorderColor = 'black' | 'red' | 'green' | 'yellow' | 'blue' | string; // 类型缩减成 string

在上述代码中，我们希望 IDE 能自动提示显示注解的字符串字面量，但是因为类型被缩减成 string，所有的字符串字面量 black、red 等都无法自动提示出来了。

TypeScript 官方其实还提供了一个办法，它可以让类型缩减被控制。如下代码所示，我们只需要给父类型添加 & {} 即可。

type BorderColor = 'black' | 'red' | 'green' | 'yellow' | 'blue' | string & {
    }; // 字面类型都被保留

效果如下图所示：

此外，当联合类型的成员是接口类型，如果满足其中一个接口的属性是另外一个接口属性的子集，这个属性也会类型缩减，如下代码所示：

type UnionInterce = 
| {
     
  age: '1'; 
}
| ({
    
    age: '1' | '2';
    [key: string]: string;
  });

这里因为 ‘1’ 是 ‘1’ | ‘2’ 的子集，所以 age 的属性变成 ‘1’ | ‘2’。

利用这个特性，来解决一个问题：如何定义如下所示 age 属性是数字类型，而其他不确定的属性是字符串类型的数据结构的对象？

{
    
  num: 1, // 数字类型
  str: 'str', // 其他不确定的属性都是字符串类型
  ...
}

我们肯定要用到两个接口的联合类型及类型缩减，这个问题的核心在于找到一个既是 number 的子类型，这样 age 类型缩减之后的类型就是 number；同时也是 string 的子类型，这样才能满足属性和 string 索引类型的约束关系。

哪个类型满足这个条件呢？它就是 never

never 有一个特性是它是所有类型的子类型，自然也是 number 和 string 的子类型，所以答案如下代码所示：

type UnionInterce = 
| {
     
  age: number; 
}
| ({
    
    age: never;
    [key: string]: string;
  });

const test: UnionInterce = {
    
  age: 2,
  string: 'string'
}

在上述代码中，先是定义了 number 类型的 age 属性，然后定义了 never 类型的 age 属性，等价于 age 属性的类型是由 number 和 never 类型组成的联合类型，所以我们可以把 number 类型的值（比如说数字字面量 1）赋予 age 属性；但是不能把其他任何类型的值（比如说字符串字面量 ‘string’ ）赋予 age。

同时，后面定义的接口类型中，还额外定义了 string 类型的字符串索引签名。因为 never 同时又是 string 类型的子类型，所以 age 属性的类型和字符串索引签名类型不冲突。如代码中所示，我们可以把一个 age 属性是 2、string 属性是 ‘string’ 的对象字面量赋值给 UnionInterce 类型的变量 test。