TypeScript 关键字 - extends

本文主要整理一下 extends 关键字在ts中的两种用法，即接口继承和条件判断。文章重点说明 extends 条件判断在ts中的特殊用法，以及尝试解释一些特殊示例。最后，举例说明 extends 在高级类型推断中的应用。

1. 接口继承

extends 用来做继承功能，相信大家都不陌生，ES6的Class语法也是用它来做类的继承用。在TS中用法也类似，来看示例

interface T1 {
  name: string
}

interface T2 {
  sex: number
}

// 多重继承，逗号隔开
interface T3 extends T1,T2 {
  age: number
}

// 合法
const t3: T3 = {
  name: 'name',
  sex: 1,
  age: 18
}

示例中，T1和T2两个接口，分别定义了name属性和sex属性，T3则使用 extends 使用多重继承的方式，继承了T1和T2，同时定义了自己的属性age，此时T3除了自己的属性外，还同时拥有了来自T1和T2的属性。

2. 条件判断

普通用法

条件判断的用法，先直接看个例子

// 示例1
interface Animal {
  eat(): void
}

interface Dog extends Animal {
  bite(): void
}

// A的类型为string
type A = Dog extends Animal ? string : number

const a: A = 'this is string'

extends 用来条件判断的语法和JS的三元表达是很相似，如果问号前面的判断为真，则将第一个类型string赋值给A，否则将第二个类型number赋值给A。

那么，接下来的问题就是， extends 判断条件真假的逻辑是什么？
很简单，如果 extends 前面的类型能够赋值给 extends 后面的类型，那么表达式判断为真，否则为假。
上面的示例中，Dog是Animal的子类，父类比子类的限制更少，能满足子类，则一定能满足父类，Dog类型的值可以赋值给Animal类型的值，判断为真。

泛型用法

分配条件类型

还是先来看示例

type A1 = 'x' extends 'x' ? string : number; // string
type A2 = 'x' | 'y' extends 'x' ? string : number; // number

type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
type A3 = P<'x' | 'y'> // ?

A1和A2是 extends 条件判断的普通用法，和上面的判断方法一样。

P是带参数T的泛型类型，其表达式和A1，A2的形式完全相同，A3是泛型类型P传入参数’x’ | ‘y’得到的类型，如果将’x’ | ‘y’带入泛型类的表达式，可以看到和A2类型的形式是完全一样的，那是不是说明，A3和A2的类型就是完全一样的呢？
有兴趣可以自己试一试，这里就直接给结论了

type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
type A3 = P<'x' | 'y'>  // A3的类型是 string | number

是不是很反直觉？这个反直觉结果的原因就是所谓的分配条件类型（Distributive Conditional Types）

When conditional types act on a generic type, they become distributive when given a union type

大概意思就是对于使用 extends 关键字的条件类型（即上面的三元表达式类型），如果 extends 前面的参数是一个泛型类型，当传入该参数的是联合类型，则使用分配律计算最终的结果。分配律是指，将联合类型的联合项拆成单项，分别代入条件类型，然后将每个单项代入得到的结果再联合起来，得到最终的判断结果。

还是用上面的例子说明

type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
type A3 = P<'x' | 'y'>  // A3的类型是 string | number

该例中， extends 的前参为T，T是一个泛型参数。在A3的定义中，给T传入的是 'x' 和 'y' 的联合类型 'x' | 'y'，满足分配律，于是 'x' 和 'y' 被拆开，分别代入 P<T>

  P<'x' | 'y'> => P<'x'> | P<'y'>
// 'x'代入得到
  'x' extends 'x' ? string : number => string
// 'y'代入得到
  'y' extends 'x' ? string : number => number

然后将每一项代入得到的结果联合起来，得到 string | number
总之，满足两个要点即可适用分配律：

• 参数是泛型类型
• 代入参数的是联合类型

特殊的never

// never是所有类型的子类型
type A1 = never extends 'x' ? string : number; // string

type P<T> = T extends 'x' ? string : number;
type A2 = P<never> // never

上面的示例中，A2和A1的结果竟然不一样，看起来never并不是一个联合类型，所以直接代入条件类型的定义即可，获取的结果应该和A1一直才对啊？

实际上，这里还是条件分配类型在起作用。never被认为是空的联合类型，也就是说，没有联合项的联合类型，所以还是满足上面的分配律，然而因为没有联合项可以分配，所以P的表达式其实根本就没有执行，所以A2的定义也就类似于永远没有返回的函数一样，是never类型的。

防止条件判断中的分配

type P<T> = [T] extends ['x'] ? string : number;
type A1 = P<'x' | 'y'> // number
type A2 = P<never> // string

在条件判断类型的定义中，将泛型参数使用[]括起来，即可阻断条件判断类型的分配，此时，传入参数T的类型将被当做一个整体，不再分配。

在高级类型中的应用

Exclude

Exclude是TS中的一个高级类型，其作用是从第一个联合类型参数中，将第二个联合类型中出现的联合项全部排除，只留下没有出现过的参数。
示例：

type A = Exclude<'key1' | 'key2', 'key2'> // 'key1'

Exclude的定义是

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T

这个定义就利用了条件类型中的分配原则，来尝试将实例拆开看看发生了什么：

type A = `Exclude<'key1' | 'key2', 'key2'>`

// 等价于

type A = `Exclude<'key1', 'key2'>` | `Exclude<'key2', 'key2'>`

// =>

type A = ('key1' extends 'key2' ? never : 'key1') | ('key2' extends 'key2' ? never : 'key2')

// =>

// never是所有类型的子类型
type A = 'key1' | never = 'key1'

Extract

高级类型 Extract 和上面的 Exclude 刚好相反，它是将第二个参数的联合项从第一个参数的联合项中提取出来，当然，第二个参数可以含有第一个参数没有的项。

下面是其定义和一个例子，有兴趣可以自己推导一下

type Extract<T, U> = T extends U ? T : never
type A = Extract<'key1' | 'key2', 'key1'> // 'key1'

Pick

extends 的条件判断，除了定义条件类型，还能在泛型表达式中用来约束泛型参数

// 高级类型Pick的定义
type Pick<T, K extends keyof T> = {
    [P in K]: T[P]
}

interface A {
    name: string;
    age: number;
    sex: number;
}

type A1 = Pick<A, 'name'|'age'>
// 报错：类型“"key" | "noSuchKey"”不满足约束“keyof A”
type A2 = Pick<A, 'name'|'noSuchKey'>

Pick 的意思是，从接口T中，将联合类型K中涉及到的项挑选出来，形成一个新的接口。
其中K extends keyof T则是用来约束K的条件，即，传入K的参数必须使得这个条件为真，否则ts就会报错，也就是说，K的联合项必须来自接口T的属性。

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