TypeScript - Entendendo Generics por completo

Desmistificando a estranha sintaxe e como torná-la nossa amiga

Imagem anotada da documentação sobre Generics do TypeScript

A menos que você seja um veterano experiente de uma linguagem fortemente tipada como Java, eu tenho certeza que você teve o mesmo momento “WTF?” que eu na primeira vez que você viu um tipo genérico em TypeScript. A sintaxe está muito longe de qualquer outra coisa que tenhamos visto em JavaScript e pode ser difícil digerir imediatamente o que ela está fazendo.

Estou aqui para lhe dizer que os tipos genéricos não são tão assustadores quanto parecem. Se você pode escrever uma função com argumentos em JavaScript, então você poderá escrever e usar o TypeScript Generics como um profissional em pouco tempo. Vamos começar!

O que é uma Generic em TypeScript?

A documentação do TypeScript explica o Generics como “sendo capaz de criar um componente que pode funcionar em vários tipos, em vez de em um único”.

Ótimo! Isso nos dá uma ideia básica. Nós vamos usar o Generics para criar algum tipo de componente reutilizável que pode funcionar para uma variedade de tipos. Mas como isso acontece? Aqui está como eu gosto de pensar sobre isso:

Generics são para tipos o que valores são para argumentos de função — eles são uma maneira de dizer aos nossos componentes (funções, classes ou interfaces) o tipo que queremos usar quando executarmos esse pedaço de código, da mesma forma como dizemos a uma função quais valores usar como argumentos quando nós a executamos.

A melhor maneira de entender o que essa declaração significa é escrever uma função de identidade genérica. A função identidade é uma função que simplesmente retorna qualquer argumento que seja passado para ela. Em JavaScript simples, isso seria:

function identity (value) {
    return value;
}

console.log(identity(1)) // 1

Agora, vamos adaptar isso para trabalhar em um número no TypeScript:

function identity (value: Number) : Number {
    return value;
}

console.log(identity(1)) // 1

É bom que tenhamos um tipo definido, mas a função não é muito flexível. A função de identidade deve funcionar para qualquer valor passado, não apenas números. É aqui que os genéricos entram. Os genéricos nos permitem escrever uma função que pode assumir qualquer tipo e transformar nossa função com base nesse tipo.

function identity <T>(value: T) : T {
    return value;
}

console.log(identity<Number>(1)) // 1

Existe essa sintaxe <T> desconhecida! Mas não é nada para se ter medo. Assim como se estivéssemos passando um argumento, passamos o tipo que queremos usar para essa chamada específica da função.

Os tipos genéricos são preenchidos da mesma forma como preenchemos os argumentos da função ao chamá-la.

Baseado na imagem acima, quando chamamos identity<Number>(1), o tipo Number é um argumento como o 1. Ele preenche o valor T onde quer que ele apareça. Ele também pode receber vários tipos, assim como podemos ter vários argumentos.

Uma função pode ter vários tipos genéricos, assim como pode ter vários argumentos.

Vale notar como estamos chamando a função. A sintaxe deve começar a fazer sentido para você agora. Não há nada de especial em T ou U, eles são apenas nomes de variáveis ​​que escolhemos. Nós os preenchemos com valores de tipo quando chamamos a função e ela usa esses tipos.

Outra maneira de pensar em genéricos é que eles transformam uma função com base no tipo de dados que você passa para ela. A animação abaixo mostra como a função de identidade é alterada com diferentes tipos de dados.

Um tipo genérico irá se transformar em qualquer tipo que seja passado para ele.

Como você pode ver, a função assume qualquer tipo que seja passada para ela, permitindo criar componentes reutilizáveis ​​para diferentes tipos, exatamente como a documentação nos prometeu.

Observe atentamente a segunda instrução de log na animação. Nós não fornecemos um tipo. Nesse caso, o TypeScript tentará inferir o tipo com base nos dados. Tenha cuidado — a inferência de tipos só funciona para dados simples. Se você passar algo mais complexo como um array de objeto ou multi-tipo, ele irá inferir que o tipo como any, o que quebra nossas verificações de segurança de tipo.

Genéricos para Classes e Interfaces funcionam exatamente como em Funções

Agora que sabemos que genéricos são apenas uma maneira de passar tipos para um componente. Acabamos de ver como isso funciona para funções e a boa notícia é: interfaces e classes funcionam exatamente da mesma maneira! No caso deles, colocamos os tipos logo após o nome da nossa interface ou nome da classe.

Veja se o seguinte bloco de código faz sentido para você agora (espero que sim!):

interface GenericInterface<U> {
  value: U
  getIdentity: () => U
}

class IdentityClass<T> implements GenericInterface<T> {
  value: T

  constructor(value: T) {
    this.value = value
  }

  getIdentity () : T {
    return this.value
  }

}

const myNumberClass = new IdentityClass<Number>(1)
console.log(myNumberClass.getIdentity()) // 1

const myStringClass = new IdentityClass<string>("Hello!")
console.log(myStringClass.getIdentity()) // Hello!

Se isso não fizer sentido imediatamente para você, tente rastrear os tipos (T) na cadeia de chamadas de função. Funciona assim:

1. Instanciamos uma nova instância de IdentityClass, passando Number e 1
2. Na classe de identidade, T torna-se Number
3. IdentityClass implementa GenericInterface<T> e sabemos que T é Number, por isso é como se estivéssemos implementando GenericInterface<Number>
4. Em GenericInterface, U torna-se Number. Eu propositadamente usei nomes de variáveis ​​diferentes aqui para mostrar que o valor do tipo se propaga pela cadeia e o nome da variável não importa

Caso de uso prático: indo além dos tipos primitivos

Todos os exemplos fornecidos acima usam tipos primitivos, como Number e string. Estes são bons para usar como exemplos, mas falando praticamente, você provavelmente não estará usando genéricos para tipos primitivos. O poder real dos genéricos vem quando temos tipos ou classes personalizadas que formam uma árvore de herança.

Considere o exemplo clássico de herança de um carro. Nós temos uma classe base Car que é usada como base para Truck e Vespa. Em seguida, escrevemos uma função de utilidade washCar que recebe uma instância genérica Car e depois a retorna.

class Car {
  label: string = 'Generic Car'
  numWheels: Number = 4
  horn() {
    return "beep beep!"
  }
}

class Truck extends Car {
  label = 'Truck'
  numWheels = 18
}

class Vespa extends Car {
  label = 'Vespa'
  numWheels = 2
}

function washCar <T extends Car> (car: T) : T {
  console.log(`Received a ${car.label} in the car wash.`)
  console.log(`Cleaning all ${car.numWheels} tires.`)
  console.log('Beeping horn -', car.horn())
  console.log('Returning your car now')
  return car
}

const myVespa = new Vespa()
washCar<Vespa>(myVespa)

const myTruck = new Truck()
washCar<Truck>(myTruck)

Ao dizer à nossa função washCar que T deve estender Car, sabemos quais funções e propriedades podemos chamar dentro da função. Usar um tipo genérico também nos permite retornar o tipo específico que passamos, ao invés de apenas um não específico tipo de Car.

A saída para este código é:

Received a Vespa in the car wash.
Cleaning all 2 tires.
Beeping horn - beep beep!
Returning your car now
Received a Truck in the car wash.
Cleaning all 18 tires.
Beeping horn - beep beep!
Returning your car now

Finalizando

Espero que este post tenha deixado os genéricos mais claros para você! Lembre-se, tudo o que você está fazendo é passar um valor de tipo para o tipo da função e nada mais. :)

Se você quiser saber mais sobre genéricos, confira os links abaixo.

Leitura adicional:

• Documentação sobre Genéricos no TypeScript
• Explicação sobre Genéricos no TypeScript — uma análise muito mais aprofundada dos genéricos do que eu forneço aqui.

Créditos ⭐️

• How to Finally Understand Generics in TypeScript, escrito originalmente por Jim Rottinger