如何在TypeScript中使用枚举
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介绍
在 TypeScript、enums 或枚举类型中,是具有一组恒定值的恒定长度的数据结构。 这些常量值中的每一个都称为枚举的 成员 。 在设置只能是一定数量的可能值的属性或值时,枚举很有用。 一个常见的例子是一副扑克牌中单张牌的花色值。 抽出的每张牌要么是梅花、方块、红心或黑桃; 除了这四个之外,没有可能的花色值,并且这些可能的值不太可能改变。 因此,枚举将是一种有效且清晰的方式来描述一张牌的可能花色。
虽然 TypeScript 的大多数功能都可用于在编译期间引发错误,但枚举也可用作可以保存代码常量的数据结构。 TypeScript 在编译器发出的最终代码中将枚举转换为 JavaScript 对象。 正因为如此,您可以使用枚举使代码库更具可读性,因为您可以将多个常量值分组在同一个数据结构中,同时也使代码比仅仅使用不同的 const
变量更安全大约。
本教程将解释用于创建枚举类型的语法、TypeScript 编译器在后台创建的 JavaScript 代码、如何提取枚举对象类型,以及游戏开发中涉及位标志的枚举用例。
先决条件
要遵循本教程,您将需要:
- 一个环境,您可以在其中执行 TypeScript 程序以跟随示例。 要在本地计算机上进行设置,您将需要以下内容: 为了运行处理 TypeScript 相关包的开发环境,同时安装了 Node 和 npm(或 yarn)。 本教程使用 Node.js 版本 14.3.0 和 npm 版本 6.14.5 进行了测试。 要在 macOS 或 Ubuntu 18.04 上安装,请按照如何在 macOS 上安装 Node.js 和创建本地开发环境或如何在 Ubuntu 18.04 上安装 Node.js 的使用 PPA 安装部分中的步骤进行操作。 如果您使用的是适用于 Linux 的 Windows 子系统 (WSL),这也适用。 此外,您需要在您的机器上安装 TypeScript 编译器 (tsc)。 为此,请参阅官方 TypeScript 网站。
- 如果您不想在本地机器上创建 TypeScript 环境,您可以使用官方的 TypeScript Playground 进行操作。
- 您将需要足够的 JavaScript 知识,尤其是 ES6+ 语法,例如 解构、剩余参数 和 导入/导出 。 如果您需要有关这些主题的更多信息,建议阅读我们的 如何在 JavaScript 中编码系列。
- 本教程将参考支持 TypeScript 并显示内联错误的文本编辑器的各个方面。 这不是使用 TypeScript 所必需的,但确实可以更多地利用 TypeScript 功能。 为了获得这些好处,您可以使用像 Visual Studio Code 这样的文本编辑器,它完全支持开箱即用的 TypeScript。 您还可以在 TypeScript Playground 中尝试这些好处。
本教程中显示的所有示例都是使用 TypeScript 4.2.3 版创建的。
在 TypeScript 中创建枚举
在本节中,您将运行一个同时声明 numeric enum 和 string enum 的示例。
TypeScript 中的枚举通常用于表示给定值的确定数量的选项。 这些数据排列在一组键/值对中。 虽然键必须是字符串,就像一般的 JavaScript 对象一样,枚举成员的值通常是自动递增的数字,主要用于区分一个成员和另一个成员。 只有数字值的枚举称为 numeric enums。
要创建数字枚举,请使用 enum
关键字,后跟枚举的名称。 然后创建一个大括号 ({}
) 块,您将在其中指定枚举成员,如下所示:
enum CardinalDirection { North = 1, East, South, West, };
在此示例中,您正在创建一个名为 CardinalDirection
的枚举,它有一个代表每个基本方向的成员。 An enum is an appropriate choice of data structure to hold these options, since there are always only four options for values: north, south, east, and west.
您使用数字 1
作为 CardinalDirection
枚举的第一个成员的值。 这将数字 1
分配为 North
的值。 但是,您没有将值分配给其他成员。 这是因为 TypeScript 自动将剩余成员设置为前一个成员的值加一。 CardinalDirection.East
的值为 2
,CardinalDirection.South
的值为 3
,CardinalDirection.West
的值为 [X123X ]。
此行为仅适用于每个成员只有数字值的数字枚举。
您也可以完全忽略设置枚举成员的值:
enum CardinalDirection { North, East, South, West, };
在这种情况下,TypeScript 会将第一个成员设置为 0
,然后根据该成员自动设置其他成员,每个成员递增 1。 这将产生与以下相同的代码:
enum CardinalDirection { North = 0, East = 1, South = 2, West = 3, };
TypeScript 编译器默认为枚举成员分配数字,但您可以覆盖它以生成字符串枚举。 这些是每个成员都有字符串值的枚举; 当值需要具有某种人类可读的含义时,这些很有用,例如,如果您稍后需要读取日志或错误消息中的值。
您可以使用以下代码将枚举成员声明为具有字符串值:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W' }
现在每个方向都有一个字母值,指示它们绑定到哪个方向。
通过涵盖声明语法,您现在可以查看底层 JavaScript 以了解有关枚举行为方式的更多信息,包括键/值对的双向特性。
双向枚举成员
在 TypeScript 编译后,枚举被转换为 JavaScript 对象。 但是,枚举有一些特性可以将它们与对象区分开来。 与传统的 JavaScript 对象相比,它们为存储常量成员提供了更稳定的数据结构,并且还为枚举成员提供了双向引用。 为了展示它是如何工作的,本节将向您展示 TypeScript 如何在最终代码中编译枚举。
获取您在上一节中创建的字符串枚举:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', };
当使用 TypeScript 编译器编译为 JavaScript 时,这将变成以下代码:
"use strict"; var CardinalDirection; (function (CardinalDirection) { CardinalDirection["North"] = "N"; CardinalDirection["East"] = "E"; CardinalDirection["South"] = "S"; CardinalDirection["West"] = "W"; })(CardinalDirection || (CardinalDirection = {}));
在这段代码中,"use strict"
字符串启动了 strict mode,这是一个更严格的 JavaScript 版本。 之后,TypeScript 会创建一个没有值的变量 CardinalDirection
。 然后代码包含一个 立即调用的函数表达式 (IIFE),它将 CardinalDirection
变量作为参数,同时还将其值设置为空对象 ({}
) 如果它尚未设置。
在函数内部,一旦 CardinalDirection
设置为空对象,代码就会为该对象分配多个属性:
"use strict"; var CardinalDirection; (function (CardinalDirection) { CardinalDirection["North"] = "N"; CardinalDirection["East"] = "E"; CardinalDirection["South"] = "S"; CardinalDirection["West"] = "W"; })(CardinalDirection || (CardinalDirection = {}));
请注意,每个属性都是原始枚举的一个成员,其值设置为枚举的成员值。
对于字符串枚举,这是过程的结束。 但是接下来您将尝试使用上一节中的数字枚举进行相同的操作:
enum CardinalDirection { North = 1, East, South, West, };
这将产生以下代码,并添加了突出显示的部分:
"use strict"; var CardinalDirection; (function (CardinalDirection) { CardinalDirection[CardinalDirection["North"] = 1] = "North"; CardinalDirection[CardinalDirection["East"] = 2] = "East"; CardinalDirection[CardinalDirection["South"] = 3] = "South"; CardinalDirection[CardinalDirection["West"] = 4] = "West"; })(CardinalDirection || (CardinalDirection = {}));
除了枚举的每个成员都成为对象的属性(CardinalDirection["North"] = 1]
)之外,枚举还为每个数字创建一个键并将字符串分配为值。 在 North
的情况下,CardinalDirection["North"] = 1
返回值 1
,CardinalDirection[1] = "North"
将值 "North"
分配给键 [ X122X]。
这允许在数字成员的名称和它们的值之间建立双向关系。 要对此进行测试,请记录以下内容:
console.log(CardinalDirection.North)
这将返回 "North"
键的值:
Output1
接下来,运行以下代码来反转引用的方向:
console.log(CardinalDirection[1])
输出将是:
Output"North"
为了说明代表枚举的最终对象,请将整个枚举记录到控制台:
console.log(CardinalDirection)
这将显示创建双向效果的两组键/值对:
Output{ "1": "North", "2": "East", "3": "South", "4": "West", "North": 1, "East": 2, "South": 3, "West": 4 }
了解了枚举在 TypeScript 中是如何工作的,现在您将继续使用枚举在代码中声明类型。
在 TypeScript 中使用枚举
在本节中,您将尝试在 TypeScript 代码中将枚举成员分配为类型的基本语法。 这可以通过与声明 基本类型 相同的方式来完成。
要将 CardinalDirection
枚举用作 TypeScript 中变量的类型,您可以使用枚举名称,如以下突出显示的代码所示:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', }; const direction: CardinalDirection = CardinalDirection.North;
请注意,您将变量设置为将枚举作为其类型:
const direction: CardinalDirection = CardinalDirection.North;
您还将变量值设置为枚举的成员之一,在本例中为 CardinalDirection.North
。 您可以这样做,因为枚举被编译为 JavaScript 对象,因此它们除了作为类型之外还具有值表示。
如果您传递的值与 direction
变量的枚举类型不兼容,如下所示:
const direction: CardinalDirection = false;
TypeScript 编译器将显示错误 2322
:
OutputType 'false' is not assignable to type 'CardinalDirection'. (2322)
因此,direction
只能设置为 CardinalDirection
枚举的成员。
您还可以将变量的类型设置为特定的枚举成员:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', }; const direction: CardinalDirection.North = CardinalDirection.North;
在这种情况下,变量只能分配给 CardinalDirection
枚举的 North
成员。
如果您的枚举成员具有数值,您还可以将变量的值设置为这些数值。 例如,给定枚举:
enum CardinalDirection { North = 1, East, South, West, };
您可以将 CardinalDirection
类型的变量的值设置为 1
:
const direction: CardinalDirection = 1;
这是可能的,因为 1
是 CardinalDirection
枚举的 North
成员的值。 这仅适用于枚举的数字成员,它依赖于编译后的 JavaScript 对数字枚举成员的双向关系,在最后一节中介绍。
现在您已经尝试使用枚举值声明变量类型,下一节将演示一种操作枚举的特定方法:提取底层对象类型。
提取枚举的对象类型
在前面的部分中,您发现枚举不仅是 JavaScript 之上的类型级扩展,而且具有实际值。 这也意味着枚举数据结构本身具有类型,如果您尝试设置表示枚举实例的 JavaScript 对象,则必须考虑到该类型。 为此,您需要提取枚举对象表示本身的类型。
给定您的 CardinalDirection
枚举:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', };
尝试创建一个与您的枚举匹配的对象,如下所示:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', }; const test1: CardinalDirection = { North: CardinalDirection.North, East: CardinalDirection.East, South: CardinalDirection.South, West: CardinalDirection.West, }
在这段代码中,test1
是一个类型为CardinalDirection
的对象,对象值包含了枚举的所有成员。 但是,TypeScript 编译器会显示错误 2322
:
OutputType '{ North: CardinalDirection; East: CardinalDirection; South: CardinalDirection; West: CardinalDirection; }' is not assignable to type 'CardinalDirection'.
这个错误的原因是 CardinalDirection
类型代表所有枚举成员的联合类型,而不是枚举对象本身的类型。 您可以通过在枚举名称前使用 typeof
来提取对象类型。 检查下面突出显示的代码:
enum CardinalDirection { North = 'N', East = 'E', South = 'S', West = 'W', }; const test1: typeof CardinalDirection = { North: CardinalDirection.North, East: CardinalDirection.East, South: CardinalDirection.South, West: CardinalDirection.West, }
TypeScript 编译器现在将能够正确编译您的代码。
本节展示了一种扩展枚举使用的特定方法。 接下来,您将研究一个适用于枚举的用例:游戏开发中的位标志。
使用带有 TypeScript 枚举的位标志
在本教程的最后一部分,您将了解 TypeScript 中枚举的具体用例:bit flags。
位标志是一种通过使用 位运算 将不同的类似布尔值的选项表示为单个变量的方法。 为此,每个标志必须使用 32 位数字中的一位,因为这是 JavaScript 在执行按位运算时允许的最大值。 最大 32 位数是 2,147,483,647
,二进制是 1111111111111111111111111111111
,所以你有 31
可能的标志。
假设你正在构建一个游戏,玩家可能有不同的技能,例如 SKILL_A
、SKILL_B
和 SKILL_C
。 为了确保您的程序知道玩家何时具有某种技能,您可以根据玩家的状态制作可以打开或关闭的标志。
使用以下伪代码,给每个技能标志一个二进制值:
SKILL_A = 0000000000000000000000000000001 SKILL_B = 0000000000000000000000000000010 SKILL_C = 0000000000000000000000000000100
您现在可以使用按位运算符 |
(OR) 将玩家的所有当前技能存储在一个变量中:
playerSkills = SKILL_A | SKILL_B
在这种情况下,使用 |
运算符为玩家分配位标志 0000000000000000000000000000001
和位标志 0000000000000000000000000000010
将产生 0000000000000000000000000000011
,这将表示玩家拥有两种技能。
您还可以添加更多技能:
playerSkills |= SKILL_C
这将产生 0000000000000000000000000000111
表示玩家拥有所有三种技能。
您还可以使用按位运算符 &
(AND) 和 ~
(NOT) 的组合删除技能:
playerSkills &= ~SKILL_C
然后检查玩家是否具有特定技能,使用位运算符 &
(AND):
hasSkillC = (playerSkills & SKILL_C) == SKILL_C
如果玩家没有 SKILL_C
技能,(playerSkills & SKILL_C)
部分将评估为 0
。 否则 (playerSkills & SKILL_C)
将计算为您正在测试的技能的确切值,在本例中为 SKILL_C
(0000000000000000000000000000010
)。 通过这种方式,您可以测试评估值是否与您正在测试它的技能的值相同。
由于 TypeScript 允许您将枚举成员的值设置为整数,因此您可以将这些标志存储为枚举:
enum PlayerSkills { SkillA = 0b0000000000000000000000000000001, SkillB = 0b0000000000000000000000000000010, SkillC = 0b0000000000000000000000000000100, SkillD = 0b0000000000000000000000000001000, };
您可以使用前缀 0b
直接表示二进制数。 如果不想使用这么大的二进制表示,可以使用按位运算符 <<
(left shift):
enum PlayerSkills { SkillA = 1 << 0, SkillB = 1 << 1, SkillC = 1 << 2, SkillD = 1 << 3, };
1 << 0
将计算为 0b0000000000000000000000000000001
、1 << 1
到 0b0000000000000000000000000000010
、1 << 2
到 0b0000000000000000000000000000100
和 [X94X ] 至 0b0000000000000000000000000001000
。
现在你可以像这样声明你的 playerSkills
变量:
let playerSkills: PlayerSkills = PlayerSkills.SkillA | PlayerSkills.SkillB;
注意: 必须显式设置playerSkills
变量的类型为PlayerSkills
,否则TypeScript会推断为number
类型。
要添加更多技能,您将使用以下语法:
playerSkills |= PlayerSkills.SkillC;
您还可以删除技能:
playerSkills &= ~PlayerSkills.SkillC;
最后,您可以使用您的枚举检查玩家是否有任何给定的技能:
const hasSkillC = (playerSkills & PlayerSkills.SkillC) === PlayerSkills.SkillC;
虽然仍在底层使用位标志,但该解决方案提供了一种更具可读性和组织性的方式来显示数据。 它还通过将二进制值作为常量存储在枚举中,并在 playerSkills
变量与位标志不匹配时引发错误,从而使您的代码更加类型安全。
结论
在大多数提供类型系统的语言中,枚举是一种常见的数据结构,这在 TypeScript 中没有什么不同。 在本教程中,您在 TypeScript 中创建和使用了枚举,同时还经历了一些更高级的场景,例如提取枚举的对象类型和使用位标志。 使用枚举,您可以使代码库更具可读性,同时还将常量组织到数据结构中,而不是将它们留在全局空间中。
有关 TypeScript 的更多教程,请查看我们的 How To Code in TypeScript 系列页面。