TypeScript 的对象类型

简介

除了原始类型，对象是 JavaScript 最基本的数据结构。TypeScript 对于对象类型有很多规则。

对象类型的最简单声明方法，就是使用大括号表示对象，在大括号内部声明每个属性和方法的类型。

const obj:{
  x:number;
  y:number;
} = { x: 1, y: 1 };

上面示例中，对象obj的类型就写在变量名后面，使用大括号描述，内部声明每个属性的属性名和类型。

属性的类型可以用分号结尾，也可以用逗号结尾。

// 属性类型以分号结尾
type MyObj = {
  x:number;
  y:number;
};

// 属性类型以逗号结尾
type MyObj = {
  x:number,
  y:number,
};

最后一个属性后面，可以写分号或逗号，也可以不写。

一旦声明了类型，对象赋值时，就不能缺少指定的属性，也不能有多余的属性。

type MyObj = {
  x:number;
  y:number;
};

const o1:MyObj = { x: 1 }; // 报错
const o2:MyObj = { x: 1, y: 1, z: 1 }; // 报错

上面示例中，变量o1缺少了属性y，变量o2多出了属性z，都会报错。

读写不存在的属性也会报错。

const obj:{
  x:number;
  y:number;
} = { x: 1, y: 1 };

console.log(obj.z); // 报错
obj.z = 1; // 报错

上面示例中，读写不存在的属性z都会报错。

同样地，也不能删除类型声明中存在的属性，修改属性值是可以的。

const myUser = {
  name: "Sabrina",
};

delete myUser.name // 报错
myUser.name = "Cynthia"; // 正确

上面声明中，删除类型声明中存在的属性name会报错，但是可以修改它的值。

对象的方法使用函数类型描述。

const obj:{
  x: number;
  y: number;
  add(x:number, y:number): number;
  // 或者写成
  // add: (x:number, y:number) => number;
} = {
  x: 1,
  y: 1,
  add(x, y) {
    return x + y;
  }
};

上面示例中，对象obj有一个方法add()，需要定义它的参数类型和返回值类型。

对象类型可以使用方括号读取属性的类型。

type User = {
  name: string,
  age: number
};
type Name = User['name']; // string

上面示例中，对象类型User使用方括号，读取了属性name的类型（string）。

除了type命令可以为对象类型声明一个别名，TypeScript 还提供了interface命令，可以把对象类型提炼为一个接口。

// 写法一
type MyObj = {
  x:number;
  y:number;
};

const obj:MyObj = { x: 1, y: 1 };

// 写法二
interface MyObj {
  x: number;
  y: number;
}

const obj:MyObj = { x: 1, y: 1 };

上面示例中，写法一是type命令的用法，写法二是interface命令的用法。interface命令的详细解释，以及与type命令的区别，详见《Interface》一章。

注意，TypeScript 不区分对象自身的属性和继承的属性，一律视为对象的属性。

interface MyInterface {
  toString(): string; // 继承的属性
  prop: number; // 自身的属性
}

const obj:MyInterface = { // 正确
  prop: 123,
};

上面示例中，obj只写了prop属性，但是不报错。因为它可以继承原型上面的toString()方法。

可选属性

如果某个属性是可选的（即可以忽略），需要在属性名后面加一个问号。

const obj: {
  x: number;
  y?: number;
} = { x: 1 };

上面示例中，属性y是可选的。

可选属性等同于允许赋值为undefined，下面两种写法是等效的。

type User = {
  firstName: string;
  lastName?: string;
};

// 等同于
type User = {
  firstName: string;
  lastName?: string|undefined;
};

上面示例中，类型User的可选属性lastName可以是字符串，也可以是undefined，即可选属性可以赋值为undefined。

const obj: {
  x: number;
  y?: number;
} = { x: 1, y: undefined };

上面示例中，可选属性y赋值为undefined，不会报错。

同样地，读取一个没有赋值的可选属性时，返回undefined。

type MyObj = {
  x: string,
  y?: string
};

const obj:MyObj = { x: 'hello' };
obj.y.toLowerCase() // 报错

上面示例中，最后一行会报错，因为obj.y返回undefined，无法对其调用toLowerCase()。

所以，读取可选属性之前，必须检查一下是否为undefined。

const user:{
  firstName: string;
  lastName?: string;
} = { firstName: 'Foo'};

if (user.lastName !== undefined) {
  console.log(`hello ${user.firstName} ${user.lastName}`)
}

上面示例中，lastName是可选属性，需要判断是否为undefined以后，才能使用。建议使用下面的写法。

// 写法一
let firstName = (user.firstName === undefined)
  ? 'Foo' : user.firstName;
let lastName = (user.lastName === undefined)
  ? 'Bar' : user.lastName;

// 写法二
let firstName = user.firstName ?? 'Foo';
let lastName = user.lastName ?? 'Bar';

上面示例中，写法一使用三元运算符?:，判断是否为undefined，并设置默认值。写法二使用 Null 判断运算符??，与写法一的作用完全相同。

TypeScript 提供编译设置ExactOptionalPropertyTypes，只要同时打开这个设置和strictNullChecks，可选属性就不能设为undefined。

// 打开 ExactOptionsPropertyTypes 和 strictNullChecks
const obj: {
  x: number;
  y?: number;
} = { x: 1, y: undefined }; // 报错

上面示例中，打开了这两个设置以后，可选属性就不能设为undefined了。

注意，可选属性与允许设为undefined的必选属性是不等价的。

type A = { x:number, y?:number };
type B = { x:number, y:number|undefined };

const ObjA:A = { x: 1 }; // 正确
const ObjB:B = { x: 1 }; // 报错

上面示例中，属性y如果是一个可选属性，那就可以省略不写；如果是允许设为undefined的必选属性，一旦省略就会报错，必须显式写成{ x: 1, y: undefined }。

只读属性

属性名前面加上readonly关键字，表示这个属性是只读属性，不能修改。

interface MyInterface {
  readonly prop: number;
}

上面示例中，prop属性是只读属性，不能修改它的值。

const person:{
  readonly age: number
} = { age: 20 };

person.age = 21; // 报错

上面示例中，最后一行修改了只读属性age，就报错了。

只读属性只能在对象初始化期间赋值，此后就不能修改该属性。

type Point = {
  readonly x: number;
  readonly y: number;
};

const p:Point = { x: 0, y: 0 };

p.x = 100; // 报错

上面示例中，类型Point的属性x和y都带有修饰符readonly，表示这两个属性只能在初始化期间赋值，后面再修改就会报错。

注意，如果属性值是一个对象，readonly修饰符并不禁止修改该对象的属性，只是禁止完全替换掉该对象。

interface Home {
  readonly resident: {
    name: string;
    age: number
  };
}

const h:Home = {
  resident: {
    name: 'Vicky',
    age: 42
  }
};

h.resident.age = 32; // 正确
h.resident = {
  name: 'Kate',
  age: 23 
} // 报错

上面示例中，h.resident是只读属性，它的值是一个对象。修改这个对象的age属性是可以的，但是整个替换掉h.resident属性会报错。

另一个需要注意的地方是，如果一个对象有两个引用，即两个变量对应同一个对象，其中一个变量是可写的，另一个变量是只读的，那么从可写变量修改属性，会影响到只读变量。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

interface ReadonlyPerson {
  readonly name: string;
  readonly age: number;
}

let w:Person = {
  name: 'Vicky',
  age: 42,
};

let r:ReadonlyPerson = w;

w.age += 1;
r.age // 43

上面示例中，变量w和r指向同一个对象，其中w是可写的，r是只读的。那么，对w的属性修改，会影响到r。

如果希望属性值是只读的，除了声明时加上readonly关键字，还有一种方法，就是在赋值时，在对象后面加上只读断言as const。

const myUser = {
  name: "Sabrina",
} as const;

myUser.name = "Cynthia"; // 报错

上面示例中，对象后面加了只读断言as const，就变成只读对象了，不能修改属性了。

注意，上面的as const属于 TypeScript 的类型推断，如果变量明确地声明了类型，那么 TypeScript 会以声明的类型为准。

const myUser:{ name: string } = {
  name: "Sabrina",
} as const;

myUser.name = "Cynthia"; // 正确

上面示例中，根据变量myUser的类型声明，name不是只读属性，但是赋值时又使用只读断言as const。这时会以声明的类型为准，因为name属性可以修改。

属性名的索引类型

如果对象的属性非常多，一个个声明类型就很麻烦，而且有些时候，无法事前知道对象会有多少属性，比如外部 API 返回的对象。这时 TypeScript 允许采用属性名表达式的写法来描述类型，称为“属性名的索引类型”。

索引类型里面，最常见的就是属性名的字符串索引。

type MyObj = {
  [property: string]: string
};

const obj:MyObj = {
  foo: 'a',
  bar: 'b',
  baz: 'c',
};

上面示例中，类型MyObj的属性名类型就采用了表达式形式，写在方括号里面。[property: string]的property表示属性名，这个是可以随便起的，它的类型是string，即属性名类型为string。也就是说，不管这个对象有多少属性，只要属性名为字符串，且属性值也是字符串，就符合这个类型声明。

JavaScript 对象的属性名（即上例的property）的类型有三种可能，除了上例的string，还有number和symbol。

type T1 = {
  [property: number]: string
};

type T2 = {
  [property: symbol]: string
};

上面示例中，对象属性名的类型分别为number和symbol。

type MyArr = {
  [n:number]: number;
};

const arr:MyArr = [1, 2, 3];
// 或者
const arr:MyArr = {
  0: 1,
  1: 2,
  2: 3,
};

上面示例中，对象类型MyArr的属性名是[n:number]，就表示它的属性名都是数值，比如0、1、2。

对象可以同时有多种类型的属性名索引，比如同时有数值索引和字符串索引。但是，数值索引不能与字符串索引发生冲突，必须服从后者，这是因为在 JavaScript 语言内部，所有的数值属性名都会自动转为字符串属性名。

type MyType = {
  [x: number]: boolean; // 报错
  [x: string]: string;
}

上面示例中，类型MyType同时有两种属性名索引，但是数值索引与字符串索引冲突了，所以报错了。由于字符属性名的值类型是string，数值属性名的值类型只有同样为string，才不会报错。

同样地，可以既声明属性名索引，也声明具体的单个属性名。如果单个属性名符合属性名索引的范围，两者不能有冲突，否则报错。

type MyType = {
  foo: boolean; // 报错
  [x: string]: string;
}

上面示例中，属性名foo符合属性名的字符串索引，但是两者的属性值类型不一样，所以报错了。

属性的索引类型写法，建议谨慎使用，因为属性名的声明太宽泛，约束太少。另外，属性名的数值索引不宜用来声明数组，因为采用这种方式声明数组，就不能使用各种数组方法以及length属性，因为类型里面没有定义这些东西。

type MyArr = {
  [n:number]: number;
};

const arr:MyArr = [1, 2, 3];
arr.length // 报错

上面示例中，读取arr.length属性会报错，因为类型MyArr没有这个属性。

解构赋值

解构赋值用于直接从对象中提取属性。

const {id, name, price} = product;

上面语句从对象product提取了三个属性，并声明属性名的同名变量。

解构赋值的类型写法，跟为对象声明类型是一样的。

const {id, name, price}:{
  id: string;
  name: string;
  price: number
} = product;

注意，目前没法为解构变量指定类型，因为对象解构里面的冒号，JavaScript 指定了其他用途。

let { x: foo, y: bar } = obj;

// 等同于
let foo = obj.x;
let bar = obj.y;

上面示例中，冒号不是表示属性x和y的类型，而是为这两个属性指定新的变量名。如果要为x和y指定类型，不得不写成下面这样。

let { x: foo, y: bar }
  : { x: string; y: number } = obj;

这一点要特别小心，TypeScript 里面很容易搞糊涂。

function draw({
  shape: Shape,
  xPos: number = 100,
  yPos: number = 100
}) {
  let myShape = shape; // 报错
  let x = xPos; // 报错
}

上面示例中，函数draw()的参数是一个对象解构，里面的冒号很像是为变量指定类型，其实是为对应的属性指定新的变量名。所以，TypeScript 就会解读成，函数体内不存在变量shape，而是属性shape的值被赋值给了变量Shape。

结构类型原则

只要对象 B 满足 对象 A 的结构特征，TypeScript 就认为对象 B 兼容对象 A 的类型，这称为“结构类型”原则（structural typing）。

type A = {
  x: number;
};

type B = {
  x: number;
  y: number;
};

上面示例中，对象A只有一个属性x，类型为number。对象B满足这个特征，因此兼容对象A，只要可以使用A的地方，就可以使用B。

const B = {
  x: 1,
  y: 1
};

const A:{ x: number } = B; // 正确

上面示例中，A和B并不是同一个类型，但是B可以赋值给A，因为B满足A的结构特征。

根据“结构类型”原则，TypeScript 检查某个值是否符合指定类型时，并不是检查这个值的类型名（即“名义类型”），而是检查这个值的结构是否符合要求（即“结构类型”）。

TypeScript 之所以这样设计，是为了符合 JavaScript 的行为。JavaScript 并不关心对象是否严格相似，只要某个对象具有所要求的属性，就可以正确运行。

如果类型 B 可以赋值给类型 A，TypeScript 就认为 B 是 A 的子类型（subtyping），A 是 B 的父类型。子类型满足父类型的所有结构特征，同时还具有自己的特征。凡是可以使用父类型的地方，都可以使用子类型，即子类型兼容父类型。

这种设计有时会导致令人惊讶的结果。

type myObj = {
  x: number,
  y: number,
};

function getSum(obj:myObj) {
  let sum = 0;

  for (const n of Object.keys(obj)) {
    const v = obj[n]; // 报错
    sum += Math.abs(v);
  }

  return sum;
}

上面示例中，函数getSum()要求传入参数的类型是myObj，但是实际上所有与myObj兼容的对象都可以传入。这会导致const v = obj[n]这一行报错，原因是obj[n]取出的属性值不一定是数值（number），使得变量v的类型被推断为any。如果项目设置为不允许变量类型推断为any，代码就会报错。写成下面这样，就不会报错。

type MyObj = {
  x: number,
  y: number,
};

function getSum(obj:MyObj) {
  return Math.abs(obj.x) + Math.abs(obj.y);
}

上面示例就不会报错，因为函数体内部只使用了属性x和y，这两个属性有明确的类型声明，保证obj.x和obj.y肯定是数值。虽然与MyObj兼容的任何对象都可以传入函数getSum()，但是只要不使用其他属性，就不会有类型报错。

严格字面量检查

如果对象使用字面量表示，会触发 TypeScript 的严格字面量检查（strict object literal checking）。如果字面量的结构跟类型定义的不一样（比如多出了未定义的属性），就会报错。

const point:{
  x:number;
  y:number;
} = {
  x: 1,
  y: 1,
  z: 1 // 报错
};

上面示例中，等号右边是一个对象的字面量，这时会触发严格字面量检查。只要有类型声明中不存在的属性（本例是z），就会导致报错。

如果等号右边不是字面量，而是一个变量，根据结构类型原则，是不会报错的。

const myPoint = {
  x: 1,
  y: 1,
  z: 1
};

const point:{
  x:number;
  y:number;
} = myPoint; // 正确

上面示例中，等号右边是一个变量，就不会触发严格字面量检查，从而不报错。

TypeScript 对字面量进行严格检查的目的，主要是防止拼写错误。一般来说，字面量大多数来自手写，容易出现拼写错误，或者误用 API。

type Options = {
  title:string;
  darkMode?:boolean;
};

const obj:Options = {
  title: '我的网页',
  darkmode: true, // 报错
};

上面示例中，属性darkMode拼写错了，成了darkmode。如果没有严格字面量规则，就不会报错，因为darkMode是可选属性，根据结构类型原则，任何对象只要有title属性，都认为符合Options类型。

规避严格字面量检查，可以使用中间变量。

let myOptions = {
  title: '我的网页',
  darkmode: true,
};

const obj:Options = myOptions;

上面示例中，创建了一个中间变量myOptions，就不会触发严格字面量规则，因为这时变量obj的赋值，不属于直接字面量赋值。

如果你确认字面量没有错误，也可以使用类型断言规避严格字面量检查。

const obj:Options = {
  title: '我的网页',
  darkmode: true,
} as Options;

上面示例使用类型断言as Options，告诉编译器，字面量符合 Options 类型，就能规避这条规则。

如果允许字面量有多余属性，可以像下面这样在类型里面定义一个通用属性。

let x: {
  foo: number,
  [x: string]: any
};

x = { foo: 1, baz: 2 };  // Ok

上面示例中，变量x的类型声明里面，有一个属性的字符串索引（[x: string]），导致任何字符串属性名都是合法的。

由于严格字面量检查，字面量对象传入函数必须很小心，不能有多余的属性。

interface Point {
  x: number;
  y: number;
}

function computeDistance(point: Point) { /*...*/ }

computeDistance({ x: 1, y: 2, z: 3 }); // 报错
computeDistance({x: 1, y: 2}); // 正确

上面示例中，对象字面量传入函数computeDistance()时，不能有多余的属性，否则就通不过严格字面量检查。

编译器选项suppressExcessPropertyErrors，可以关闭多余属性检查。下面是它在 tsconfig.json 文件里面的写法。

{
  "compilerOptions": {
    "suppressExcessPropertyErrors": true
  }
}

最小可选属性规则

根据“结构类型”原则，如果一个对象的所有属性都是可选的，那么其他对象跟它都是结构类似的。

type Options = {
  a?:number;
  b?:number;
  c?:number;
};

上面示例中，类型Options的所有属性都是可选的，所以它可以是一个空对象，也就意味着任意对象都满足Options的结构。

为了避免这种情况，TypeScript 2.4 引入了一个“最小可选属性规则”，也称为“弱类型检测”（weak type detection）。

type Options = {
  a?:number;
  b?:number;
  c?:number;
};

const opts = { d: 123 };

const obj:Options = opts; // 报错

上面示例中，对象opts与类型Options没有共同属性，赋值给该类型的变量就会报错。

报错原因是，如果某个类型的所有属性都是可选的，那么该类型的对象必须至少存在一个可选属性，不能所有可选属性都不存在。这就叫做“最小可选属性规则”。

如果想规避这条规则，要么在类型里面增加一条索引属性（[propName: string]: someType），要么使用类型断言（opts as Options）。

空对象

空对象是 TypeScript 的一种特殊值，也是一种特殊类型。

const obj = {};
obj.prop = 123; // 报错

上面示例中，变量obj的值是一个空对象，然后对obj.prop赋值就会报错。

原因是这时 TypeScript 会推断变量obj的类型为空对象，实际执行的是下面的代码。

const obj:{} = {};

空对象没有自定义属性，所以对自定义属性赋值就会报错。空对象只能使用继承的属性，即继承自原型对象Object.prototype的属性。

obj.toString() // 正确

上面示例中，toString()方法是一个继承自原型对象的方法，TypeScript 允许在空对象上使用。

回到本节开始的例子，这种写法其实在 JavaScript 很常见：先声明一个空对象，然后向空对象添加属性。但是，TypeScript 不允许动态添加属性，所以对象不能分步生成，必须生成时一次性声明所有属性。

// 错误
const pt = {};
pt.x = 3;
pt.y = 4;

// 正确
const pt = {
  x: 3,
  y: 4
};

如果确实需要分步声明，一个比较好的方法是，使用扩展运算符（...）合成一个新对象。

const pt0 = {};
const pt1 = { x: 3 };
const pt2 = { y: 4 };

const pt = {
  ...pt0, ...pt1, ...pt2
};

上面示例中，对象pt是三个部分合成的，这样既可以分步声明，也符合 TypeScript 静态声明的要求。

空对象作为类型，其实是Object类型的简写形式。

let d:{};
// 等同于
// let d:Object;

d = {};
d = { x: 1 };
d = 'hello';
d = 2;

上面示例中，各种类型的值（除了null和undefined）都可以赋值给空对象类型，跟Object类型的行为是一样的。

因为Object可以接受各种类型的值，而空对象是Object类型的简写，所以它不会有严格字面量检查，赋值时总是允许多余的属性，只是不能读取这些属性。

interface Empty { }
const b:Empty = {myProp: 1, anotherProp: 2}; // 正确
b.myProp // 报错

上面示例中，变量b的类型是空对象，视同Object类型，不会有严格字面量检查，但是读取多余的属性会报错。

如果想强制使用没有任何属性的对象，可以采用下面的写法。

interface WithoutProperties {
  [key: string]: never;
}

// 报错
const a:WithoutProperties = { prop: 1 };

上面的示例中，[key: string]: never表示字符串属性名是不存在的，因此其他对象进行赋值时就会报错。