6. TypeScript 函数

函数是 TypeScript 的核心构建模块之一。本节重点介绍 TypeScript 如何通过添加强类型来增强 JavaScript 函数，从而帮助创建可重用、灵活且类型安全的函数。它确保函数的参数和返回类型保持一致，避免错误的发生。

一、认识函数

TypeScript 函数是用于执行特定任务的可重用代码块。它们支持面向对象编程的原则，如类和多态。函数可以为参数和返回值添加类型注解，从而提升代码的清晰度、安全性和可维护性。

(一) 语法

TypeScript 复制代码

function functionName(arg: argType) {
  // 函数体
}

其中：

functionName：函数的名称
arg：参数名称
argType：参数的类型

(二) 场景示例

1. 参数类型注解

TypeScript 中的参数类型注解用于指定每个函数参数的类型，确保函数接收到的参数具有正确的类型。

在这个示例中，我们定义了一个 greet 函数，它接受一个类型为 string 的参数 name，并输出一条问候消息。

TypeScript 复制代码

function greet(name: string): void {
  // 输出问候语
  console.log(`Hello, ${name}`);
}
greet("Alice");

输出：

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Hello, Alice

2. 返回类型注解

我们可以在函数参数列表之后写明函数的返回类型，这称为返回类型注解。

在这个示例中，我们定义了一个 add 函数，它接受两个数字类型的参数，并返回它们的和。

TypeScript 复制代码

function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}
console.log(add(2, 3));

输出：

复制代码

3. 返回 Promise 的函数

在 TypeScript 中，返回 Promise 的函数会将返回类型指定为 Promise<Type>，表示异步操作会返回指定类型的值。

在这个示例中，我们定义了一个异步函数 greet，它返回一个包含字符串的 Promise。

TypeScript 复制代码

async function greet(): Promise<string> {
  return ("Hello, TypeScript!!");
}
greet().then(
  (result) => {
    console.log(result);
  }
)

输出：

复制代码

Hello, TypeScript!!

4. 匿名函数

匿名函数是在运行时定义的无名函数，并存储在变量中。它接受输入，返回输出，可以通过变量名来调用。

在这个示例中，我们定义了一个匿名函数用于计算数字的平方，并将其赋值给变量 square。

TypeScript 复制代码

const square = function(num: number): number {
  return num * num;
};
console.log(square(4));

输出：

复制代码

(三) 总结

在本文中，我们探讨了多种 TypeScript 函数类型，包括参数类型注解、返回类型注解、返回 Promise 的函数以及匿名函数。这些特性提升了代码的清晰度、安全性、可重用性和可维护性，使得编写和管理 TypeScript 代码更加轻松。

二、剩余参数

TypeScript 中的剩余参数允许函数通过将多个参数收集到一个数组中，来处理任意数量的参数。它们使用 ... 定义，且必须是参数列表中的最后一个参数。

允许函数灵活且动态地处理输入。
简化了处理多个参数时，无需逐个指定参数的操作。

(一) 语法

TypeScript 复制代码

function function_name(...rest: type[]) {
  // rest 的类型是 type 类型的数组。
}

参数说明：

functionName：函数名称。
...rest：剩余参数，将所有额外的参数收集到一个数组中。
type[] ：指定剩余参数数组中元素的类型（例如，number[]、string[]）。

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function sum(...numbers: number[]): number {
  return numbers.reduce((total, num) => total + num, 0);
}

console.log(sum(1, 2, 3));
console.log(sum(10, 20));

sum 函数使用剩余参数 ...numbers 将传入的所有参数收集到一个类型为 number[] 的数组中。
对 numbers 数组调用 reduce 方法，将所有元素相加，计算出总和。

输出：

复制代码

6
30

(二) 场景示例

1. 计算数字的平均值

TypeScript 复制代码

function average(...numbers: number[]): number {
  let total = 0;
  for (let num of numbers) {
    total += num;
  }
  return numbers.length === 0 ? 0 : total / numbers.length;
}

console.log("给定数字的平均值是:", average(10, 20, 30, 60));
console.log("给定数字的平均值是:", average(5, 6));
console.log("给定数字的平均值是:", average(4));

average 函数使用剩余参数 ...numbers 来接受任意数量的数字参数。
它计算这些数字的总和并返回它们的平均值。

输出：

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给定数字的平均值是: 30
给定数字的平均值是: 5.5
给定数字的平均值是: 4

2. 连接字符串

TypeScript 复制代码

function joinStrings(...strings: string[]): string {
  return strings.join(', ');
}

console.log(joinStrings("rachel", "john", "peter") + " are mathematicians");
console.log(joinStrings("sarah", "joseph") + " are coders");

joinStrings 函数使用剩余参数来接收多个字符串参数。
它将这些字符串用逗号连接成一个单一的字符串。

输出：

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rachel, john, peter are mathematicians
sarah, joseph are coders

3. 错误使用剩余参数

TypeScript 复制代码

// 错误用法 - 会导致编译错误
function job(...people: string[], jobTitle: string): void {
  console.log(`${people.join(', ')} are ${jobTitle}`);
}

// 取消注释下面这行会引发编译错误
// job("rachel", "john", "peter", "mathematicians");

在这个示例中，剩余参数 ...people 没有放在参数列表的最后。
TypeScript 要求剩余参数必须是最后一个参数，否则会导致编译错误。

输出：TypeScript 编译器报错。

复制代码

main.ts(2,14): error TS1014: A rest parameter must be last in a parameter list.

(三) 剩余参数使用的最佳实践

将剩余参数放在最后：始终在参数列表的末尾定义剩余参数，以确保函数行为正确。
使用合适的类型：为剩余参数指定正确的数组类型，以保持类型安全和代码清晰。
限制为一个剩余参数：一个函数中应仅使用一个剩余参数，以避免复杂性和潜在错误。
避免过度使用：应谨慎使用剩余参数，过度使用会导致代码难以理解和维护。

三、函数重载

TypeScript 函数重载允许为一个函数定义多个签名，使其能够处理不同类型或数量的参数。

增强类型安全，确保正确处理参数。
提高代码的灵活性和可读性。

TypeScript 复制代码

function greet(person: string): string;
function greet(person: string, age: number): string;
function greet(person: string, age?: number): string {
  if (age !== undefined) {
    return `Hello, ${person}! You are ${age} years old.`;
  }
  return `Hello, ${person}!`;
}

console.log(greet("Alice")); 
console.log(greet("Bob", 30));

函数 greet 有两个重载：一个带有单个参数 person，另一个带有 person 和 age 两个参数。
函数实现中会检查是否传入了 age，并返回相应的问候语。

输出：

复制代码

Hello, Alice!
Hello, Bob! You are 30 years old.

(一) 场景示例

1. 数字相加或字符串连接

TypeScript 复制代码

function combine(a: number, b: number): number;
function combine(a: string, b: string): string;
function combine(a: any, b: any): any {
  return a + b;
}

console.log(combine(5, 10));       
console.log(combine("Hello, ", "World!"));

combine 函数通过重载支持处理数字和字符串，可以执行相加或连接操作。
函数实现采用单个函数来处理这两种情况。

输出：

复制代码

15
Hello, World!

2. 通过 ID 或查询条件获取数据

TypeScript 复制代码

function fetchData(id: number): string;
function fetchData(query: string): string[];
function fetchData(param: any): any {
  if (typeof param === 'number') {
    return `ID 为 ${param} 的数据`;
  } else {
    return [`查询 "${param}" 的结果`];
  }
}

console.log(fetchData(42));            
console.log(fetchData("search term"));

fetchData 函数通过重载支持接收数字类型的 ID 或字符串类型的查询条件。
当传入 ID 时，返回一个字符串；传入查询条件时，返回一个字符串数组。

输出：

复制代码

ID 为 42 的数据
[ '查询 "search term" 的结果' ]

3. 计算不同形状的面积

TypeScript 复制代码

function calculateArea(radius: number): number;
function calculateArea(length: number, width: number): number;
function calculateArea(...args: number[]): number {
  if (args.length === 1) {
    return Math.PI * args[0] ** 2;
  } else {
    return args[0] * args[1];
  }
}

console.log(calculateArea(5));         
console.log(calculateArea(10, 20));

calculateArea 函数通过重载实现：当传入一个参数时计算圆的面积，传入两个参数时计算矩形的面积。
它使用剩余参数来处理可变数量的参数。

输出：

复制代码

78.53981633974483
200

(二) 函数重载使用的最佳实践

**定义清晰且具体的重载：**确保每个重载签名准确且明确，提升代码可读性和可维护性。
**按从最具体到最一般的顺序排列重载：**让更具体的签名排在前面，帮助 TypeScript 编译器正确选择重载。
**实现通用的函数体：**函数实现部分应支持所有重载，使用类型保护或条件逻辑恰当处理不同参数类型。

四、箭头函数/Lambda 函数

TypeScript 中的箭头函数（也称为 Lambda 函数）是一种简洁且轻量的函数表达式，使用 => 语法。

提供了更简短的函数定义语法。
自动绑定其所在上下文的 this。
常用于回调函数、数组方法以及简单的一行函数。

(一) 语法

TypeScript 复制代码

(param1, param2, ..., paramN) => expression; // 有多个参数的箭头函数
() => expression; // 无参数的箭头函数

例如：

TypeScript 复制代码

const greet = (name: string): string => `Hello, ${name}!`;

console.log(greet("Alice"));

输出：

复制代码

Hello, Alice!

(二) 场景示例

1. 箭头函数在类中的使用

TypeScript 复制代码

class Calculator {
  add = (a: number, b: number): number => a + b;
}

const calc = new Calculator();
console.log(calc.add(5, 3));

Calculator 类包含一个以箭头函数定义的 add 方法，该方法接收两个数字并返回它们的和。
使用箭头函数确保该方法继承了其所在类的 this 上下文。

输出：

复制代码

2. 箭头函数与数组方法

TypeScript 复制代码

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const squared = numbers.map(n => n * n);
console.log(squared);

箭头函数被用于 numbers 数组的 map 方法中，对每个数字进行平方操作。
这种简洁的语法在对数组元素进行操作时提升了代码的可读性。

输出：

复制代码

[1, 4, 9, 16, 25]

3. 箭头函数作为回调函数

TypeScript 复制代码

setTimeout(() => {
  console.log("这条消息将在1秒后显示。");
}, 1000);

箭头函数作为回调传递给 setTimeout，在1秒延迟后打印一条消息。
由于箭头函数语法简洁且绑定了词法作用域的 this，非常适合用作内联回调函数。

输出：

复制代码

这条消息将在1秒后显示。

(三) 箭头函数使用的最佳实践

短回调函数使用箭头函数 ：箭头函数非常适合在 map、filter 和 reduce 等方法中书写简短且简洁的回调函数。
避免在类的方法中使用箭头函数 ：对于需要动态 this 绑定的类方法，应使用普通函数，因为箭头函数会继承定义时的 this 上下文。
正确返回对象字面量：在单行箭头函数中返回对象字面量时，需用圆括号包裹对象，以避免语法错误。
使用箭头函数保持 this****上下文 ：箭头函数适用于需要在事件处理器或异步代码中保持 this 上下文的场景。

五、匿名函数类型

在 TypeScript 中，匿名函数类型定义了一个没有具体名称的函数，同时指定参数和返回类型。这样可以实现灵活且可复用的函数定义，支持将函数赋值给变量，并对参数和返回值进行类型注解。

(一) 语法

TypeScript 复制代码

let functionName: (param1Type, param2Type, ...) => returnType = 
  function (param1, param2, ...) {
    // 这里是函数的实现
  };

参数说明

functionName：定义匿名函数类型的变量名。
param1Type, param2Type, ...：函数参数的数据类型，需替换为函数实际期望的类型。
returnType：函数返回值的类型。
function(param1, param2, ...) ：赋值给 functionName 的匿名函数本体。
param1, param2, ...：匿名函数内部使用的参数名，应与类型注解中的参数名对应。

(二) 场景示例

1. 简单问候函数

在这个例子中，我们声明了变量 greet，其类型为匿名函数类型，接收一个字符串参数（name）并返回一个字符串。然后我们赋值了一个生成问候语的函数，调用它并传入 "TypeScript"，最后将结果打印出来。

TypeScript 复制代码

let greet: (name: string) => string = function (name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
};

console.log(greet("TypeScript"));

输出：

复制代码

Hello, TypeScript

2. 数学运算函数

在这个例子中，变量 calculate 被定义为一个函数，接收数字类型的参数 x、y 和字符串类型的参数 operation，返回一个数字。匿名函数根据 operation 参数执行相应的数学运算。

TypeScript 复制代码

let calculate: (x: number, y: number, operation: string) => number =
  function (x: number, y: number, operation: string): number {
    switch (operation) {
      case "add":
        return x + y;
      case "subtract":
        return x - y;
      case "multiply":
        return x * y;
      case "divide":
        return x / y;
      default:
        throw new Error("无效的操作");
    }
  };

console.log(calculate(5, 3, "add"));      // 计算5和3的加法结果
console.log(calculate(10, 2, "divide"));  // 计算10除以2的结果

输出：

复制代码

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