TypeScript 的数组类型

JavaScript 数组在 TypeScript 里面分成两种类型，分别是数组（array）和元组（tuple）。

本章介绍数组，下一章介绍元组。

简介

TypeScript 数组有一个根本特征：所有成员的类型必须相同，但是成员数量是不确定的，可以是无限数量的成员，也可以是零成员。

数组的类型有两种写法。第一种写法是在数组成员的类型后面，加上一对方括号。

  1. let arr:number[] = [1, 2, 3];

上面示例中，数组arr的类型是number[]，其中number表示数组成员类型是number。

如果数组成员的类型比较复杂，可以写在圆括号里面。

  1. let arr:(number|string)[];

上面示例中，数组arr的成员类型是number|string。

这个例子里面的圆括号是必须的，否则因为竖杠（|）的优先级低于[]，TypeScript 会把number|string[]理解成number和string[]的联合类型。

如果数组成员可以是任意类型，写成any[]。当然，这种写法是应该避免的。

  1. let arr:any[];

数组类型的第二种写法是使用 TypeScript 内置的 Array 接口。

  1. let arr:Array<number> = [1, 2, 3];

上面示例中，数组arr的类型是Array<number>，其中number表示成员类型是number。

这种写法对于成员类型比较复杂的数组，代码可读性会稍微好一些。

  1. let arr:Array<number|string>;

这种写法本质上属于泛型，这里只要知道怎么写就可以了，详细解释参见《泛型》一章。另外，数组类型还有第三种写法，因为很少用到，本章就省略了，详见《interface 接口》一章。

数组类型声明了以后，成员数量是不限制的，任意数量的成员都可以，也可以是空数组。

  1. let arr:number[];
  2. arr = [];
  3. arr = [1];
  4. arr = [1, 2];
  5. arr = [1, 2, 3];

上面示例中，数组arr无论有多少个成员，都是正确的。

这种规定的隐藏含义就是，数组的成员是可以动态变化的。

  1. let arr:number[] = [1, 2, 3];
  3. arr[3] = 4;
  4. arr.length = 2;
  6. arr // [1, 2]

上面示例中，数组增加成员或减少成员，都是可以的。

正是由于成员数量可以动态变化，所以 TypeScript 不会对数组边界进行检查，越界访问数组并不会报错。

  1. let arr:number[] = [1, 2, 3];
  2. let foo = arr[3]; // 正确

上面示例中，变量foo的值是一个不存在的数组成员，TypeScript 并不会报错。

TypeScript 允许使用方括号读取数组成员的类型。

  1. type Names = string[];
  2. type Name = Names[0]; // string

上面示例中，类型Names是字符串数组，那么Names[0]返回的类型就是string。

由于数组成员的索引类型都是number，所以读取成员类型也可以写成下面这样。

  1. type Names = string[];
  2. type Name = Names[number]; // string

上面示例中，Names[number]表示数组Names所有数值索引的成员类型，所以返回string。

数组的类型推断

如果数组变量没有声明类型，TypeScript 就会推断数组成员的类型。这时，推断行为会因为值的不同，而有所不同。

如果变量的初始值是空数组，那么 TypeScript 会推断数组类型是any[]。

  1. // 推断为 any[]
  2. const arr = [];

后面，为这个数组赋值时，TypeScript 会自动更新类型推断。

  1. // 推断为 any[]
  2. const arr = [];
  4. // 推断类型为 number[]
  5. arr.push(123);
  7. // 推断类型为 (string | number)[]
  8. arr.push('abc');

上面示例中，数组变量arr的初始值是空数组，然后随着新成员的加入，TypeScript 会自动修改推断的数组类型。

但是，类型推断的自动更新只发生初始值为空数组的情况。如果初始值不是空数组，类型推断就不会更新。

  1. // 推断类型为 number[]
  2. const arr = [123];
  4. arr.push('abc'); // 报错

上面示例中，数组变量arr的初始值是[123]，TypeScript 就推断成员类型为number。新成员如果不是这个类型，TypeScript 就会报错，而不会更新类型推断。

只读数组，const 断言

JavaScript 规定，const命令声明的数组变量是可以改变成员的。

  1. const arr = [0, 1];
  2. arr[0] = 2;

上面示例中，修改const命令声明的数组的成员是允许的。

但是，很多时候确实有声明为只读数组的需求，即不允许变动数组成员。

TypeScript 允许声明只读数组，方法是在数组类型前面加上readonly关键字。

  1. const arr:readonly number[] = [0, 1];
  3. arr[1] = 2; // 报错
  4. arr.push(3); // 报错
  5. delete arr[0]; // 报错

上面示例中，arr是一个只读数组，删除、修改、新增数组成员都会报错。

TypeScript 将readonly number[]与number[]视为两种不一样的类型，后者是前者的子类型。

这是因为只读数组没有pop()、push()之类会改变原数组的方法，所以number[]的方法数量要多于readonly number[]，这意味着number[]其实是readonly number[]的子类型。

我们知道，子类型继承了父类型的所有特征，并加上了自己的特征，所以子类型number[]可以用于所有使用父类型的场合，反过来就不行。

  1. let a1:number[] = [0, 1];
  2. let a2:readonly number[] = a1; // 正确
  4. a1 = a2; // 报错

上面示例中，子类型number[]可以赋值给父类型readonly number[]，但是反过来就会报错。

由于只读数组是数组的父类型，所以它不能代替数组。这一点很容易产生令人困惑的报错。

  1. function getSum(s:number[]) {
  2.   // ...
  3. }
  5. const arr:readonly number[] = [1, 2, 3];
  7. getSum(arr) // 报错

上面示例中，函数getSum()的参数s是一个数组，传入只读数组就会报错。原因就是只读数组是数组的父类型，父类型不能替代子类型。这个问题的解决方法是使用类型断言getSum(arr as number[])，详见《类型断言》一章。

注意，readonly关键字不能与数组的泛型写法一起使用。

  1. // 报错
  2. const arr:readonly Array<number> = [0, 1];

上面示例中，readonly与数组的泛型写法一起使用，就会报错。

实际上，TypeScript 提供了两个专门的泛型，用来生成只读数组的类型。

  1. const a1:ReadonlyArray<number> = [0, 1];
  3. const a2:Readonly<number[]> = [0, 1];

上面示例中，泛型ReadonlyArray<T>和Readonly<T[]>都可以用来生成只读数组类型。两者尖括号里面的写法不一样，Readonly<T[]>的尖括号里面是整个数组（number[]），而ReadonlyArray<T>的尖括号里面是数组成员（number）。

只读数组还有一种声明方法，就是使用“const 断言”。

  1. const arr = [0, 1] as const;
  3. arr[0] = [2]; // 报错

上面示例中，as const告诉 TypeScript，推断类型时要把变量arr推断为只读数组，从而使得数组成员无法改变。

多维数组

TypeScript 使用T[][]的形式，表示二维数组，T是最底层数组成员的类型。

  1. var multi:number[][] =
  2.   [[1,2,3], [23,24,25]];

上面示例中，变量multi的类型是number[][]，表示它是一个二维数组，最底层的数组成员类型是number。