CHAPTER 10. 제네릭

타입 시스템에서 선언된 변수는
왼전히 새롭게 타입된 세계가 됩니다!

타입스크립트는 제네릭을 사용해 타입 간의 관계를 알아낸다.
타입스크립트에서 함수와 같은 구조체는 제네릭 타입 매개변수를 원하는 수만큼 선언할 수 있다.
제네릭 타입 매개변수는 제네릭 구조체의 각 사용법에 따라 타입이 결정된다.
이러한 타입 매개변수는 구조체의 각 인스턴스에서 서로 다른 일부 타입을 나타내기 위해 구조체의 타입으로 사용된다.
타입 매개변수는 구조체의 각 인스턴스에 대해 타입 인수라고 하는 서로 다른 타입을 함께 제공할 수 있지만, 타입 인수가 제공된 인스턴스 내에서는 일관성을 유지한다.
타입 매개변수는 전형적으로 T나 U 같은 단일 문자 이름 또는 Key와 Value 같은 파스칼 케이스 이름을 갖는다.

🌓 제네릭 함수

매개변수 괄호 바로 앞 홑화살괄호(<, >)로 묶인 타입 매개변수에 별칭을 배치해 함수를 제네릭으로 만든다.
그러면 해당 타입 매개변수를 함수 본문 내부의 매개변수 타입 애너테이션, 반환 타입 애너테이션, 타입 애너테이션, 타입 애너테이션에서 사용할 수 있다.

[예제]

identity 함수는 input 매개변수에 대한 타입 매개변수 T를 선언한다.
이를 통해 타입스크립트는 함수의 반환 타입이 T임을 유추한다.
그러면 타입스크립트는 identity가 호출될 때마다 T에 대한 다른 타입을 유추할 수 있다.

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

const numeric = identity('me'); // 타입: "me"
const stringy = identity(123); // 타입: 123

화살표 함수도 제네릭을 만들 수 있으며, 화살표 함수의 제네릭 선언은 매개변수 목록 바로 전인 ( 앞에 위치한다.

  
// 위와 동일한 함수 선언식
const identity = <T>(input: T) => input;

identity(123); // 타입: 123

🌿 제네릭 화살표 함수 구문은 .tsx 파일에서 JSX 구문과 충돌하므로 일부 제한이 있다.

이러한 방식으로 함수에 타입 매개변수를 추가하면 타입 안정성을 유지하고 any 타입을 피하면서 다른 입력과 함께 재사용할 수 있다.

1. 명시적 제네릭 호출 타입

제네릭 함수를 호출할 때 대부분의 타입스크립트는 함수가 호출되는 방식에 따라 타입 인수를 유추한다.
예를 들어, 이전 예전의 identity 함수에서 타입스크립트의 타입 검사기는 identity에 제공된 인수를 사용해 해당 함수 매개변수의 타입 인수를 유추한다.
하지만 클래스 멤버와 변수 타입과 마찬가지로 때는 타입 인수를 해석하기 위해 타입스크립트에 알려줘야 하는 함수 호출 정보가 충분하지 않을 수도 있다.
이러한 현상은 타입 인수를 알 수 없는 제네릭 구문에 제공된 경우 주로 발생한다.
기본값이 unknown으로 설정되는 것을 피하기 위해 타입스크립트에 해당 타입 인수가 무엇인지 명시적으로 알려주는 명시적 제네릭 타입 인수를 사용해 함수를 호출할 수 있다.
타입스크립트는 매개변수가 타입 인수로 제공된 것과 일치하는지 확인하기 위해 제네릭 호출에서 타입 검사를 수행한다.
변수에 대한 명시적 타입 애너테이션과 마찬가지로 명시적 타입 인수는 항상 제네릭 함수에 지정할 수 있지만 때로는 필요하지 않는다.

2. 다중 함수 타입

임의의 수의 타입 매개변수를 쉼표로 구분해 함수를 정의한다.
제네릭 함수의 각 호출은 각 타입 매개변수에 대한 자체 값 집합을 확인할 수 있다.

[예제]
makeTuple은 두 개의 타입 매개변수를 선언하고 입력된 값을 읽기 전용 튜플로 반환한다.

  
function makeTuple<First, Second>(first: First, second: Second) {
  return [first, second] as const;
}

함수가 여러 개의 타입 매개변수를 선언하면 해당 함수에 대한 호출은 명시적으로 제네릭 타입을 모두 선언하지 않거나 모두 선언해야한다.
타입스크립트는 아직 제네릭 호출 중 일부 타입만을 유추하지는 못한다.

🌿 제네릭 구조체에서 두 개보다 많은 타입 매개변수를 사용하지 말아야한다. 런타임 함수 매개변수처럼 많이 사용할수록 코드를 읽고 이해하는 것어 점점 어려워진다.

🌓 제네릭 인터페이스

인터페이스도 제네릭으로 선언할 수 있다.
인터페이스는 함수와 유사한 제네릭 규칙을 따르며 인터페이스 이름 뒤 < 과 > 사이에 선언된 임의의 수의 타입 매개변수를 갖는다.
해당 제네릭 타입은 나중에 멤버 타입과 같이 선언의 다른 곳에서 사용할 수 있다.

타입스크립트에서 내장 Array 메서드는 제네릭 인터페이스로 정의된다.

Array는 타입 매개변수 T를 사용해서 배열 안에 저장된 데이터 타입을 나타낸다.

  
interface Array<T> {
  // ...
  /**
   * 배열에서 마지막 요소를 제거하고 그 요소를 반환
   * 배열이 비어있는 경우 undefined를 반환하고 베열은 수정되지 않음
   */

  pop(): T | undefined;

  /**
   * 배열의 끝에 새로운 요소를 추가하고 배열의 길이를 반환
   * @param items 배열에 추가된 새로운 요소
   */

  push(...items: T[]): number;

  // ...
}

유추된 제네릭 인터페이스 타입

제네릭 함수와 마찬가지로 제네릭 인터페이스의 타입 인수는 사용법에서 유추할 수 있다.
타입스크립트는 제네릭 타입을 취하는 것으로 선언된 위치에서 제공된 값의 타입에서 타입 인수를 유추한다.
인터페이스가 타입 매개변수를 선언하는 경우, 해당 인터페이스를 참조하는 모든 타입 애너테이션은 이에 상응하는 타입 인수를 제공해야 한다.

🌓 제네릭 클래스

인터페이스처럼 클래스도 나중에 멤버에서 사용할 임의의 수의 타입 매개변수를 선언할 수 있다.
클래스의 각 인스턴스는 타입 매개변수로 각자 다른 타입 인수 집합을 가진다.

[예제]
Secret 클래스는 key와 Value 타입 매개변수를 선언한 다음 이를 멤버 속성, constructor 매개변수 타입, 메서드의 매개변수, 반환 타입으로 사용한다.

  
class Secret<Key, Value> {
  key: Key;
  value: Value;

  constructor(key: Key, value: Value) {
    this.key = key;
    this.value = value;
  }

  getValue(key: Key): Value | undefined {
    return this.key === key ? this.value : undefined;
  }
}

const storage = new Secret(12345, 'luggage'); // 타입: Secret<number, string>

storage.getValue(1987); // 타입: string | undefiend

제네릭 인터페이스와 마찬가지로 클래스를 사용하는 타입 애너테이션은 해당 클래스의 제네릭 타입이 무엇인지를 타입스크립트에 나타내야 한다.

1. 명시적 제네릭 클래스 타입

제네릭 클래스 인스턴스화는 제네릭 함수를 호출하는 것과 동일한 타입 인수 유추 규칙을 따른다.
Secret(12345, 'luggage') 와 같이 함수 생성자에 전달된 매개변수의 타입으로부터 타입 인수를 유추할 수 있다면 타입스크립트는 유추된 타입을 사용한다.
하지만 생성자에 전달된 인수에서 클래스 타입 인수를 유추할 수 없는 경우에는 타입 인수의 기본값은 unknown이 된다.

2. 제네릭 클래스 확장

제네릭 클래스는 extends 키워드 다음에 오는 기본 클래스로 사용할 수 있다.
타입스크립트는 사용법에서 기본 클래스에 대한 타입 인수를 유추하지 않는다.
기본값이 없는 모든 타입 인수는 명시적 타입 애너테이션을 사용해 지정해야 한다.

3. 제네릭 인터페이스 구현

제네릭 클래스는 모든 필요한 매개변수를 제공함으로써 제네릭 인터페이스를 구현한다.
제네릭 인터페이스는 제네릭 기본 클래스를 확장하는 것과 유사하게 작동한다.
기본 인터페이스의 모든 타입 매개변수는 클래스에 선언되어야 한다.

4. 메서드 제네릭

클래스 메서드는 클래스 인스턴스와 별개로 자체 제네릭 타입을 선언할 수 있다.
제네릭 클래스 메서드에 대한 각각의 호출은 각 타입 매개변수에 대해 다른 타입 인수를 갖는다.

[예제]

제네릭 CreatePairFactory 클래스는 Key 타입을 선언하고 별도의 Value 제네릭 타입을 선언하는 createPair 메서드를 포함한다.
그러면 createpair의 반환 타입은 {key: Key, value: Value}로 유추된다.

  
class CreatePairFactory<Key> {
  key: Key;

  constructor(key: Key) {
    this.key = key;
  }

  createPair<Value>(value: Value) {
    return { key: this.key, value };
  }
}

// 타입: CreatePairFactory<string>
const factory = new CreatePairFactory('role');

// 타입: { key: string, value: number }
const numberPair = factory.createPair(10);

// 타입: { key: string, value: string }
const stringPair = factory.createPair('Sophie');

5. 정적 클래스 제네릭

클래스 정적 멤버는 인스턴스 멤버와 구별되고 클래스의 특정 인스턴스와 연결되어 있지 않다.
클래스의 정적 멤버는 클래스 인스턴스에 접근할 수 없거나 타입 정보를 지정할 수 없다.
따라서 정적 클래스 메서드는 자체 타입 매개변수를 선언할 수 있지만 클래스에 선언된 어떤 타입 매개변수에도 접근할 수 없다.

🌓 제네릭 타입 별칭

타입 인수를 사용해 제네릭을 만드는 타입스크립트의 마지막 구조체는 타입 별칭이다.
각 타입 별칭에는 T를 받는 Nullish 타입과 같은 임의의 수의 타입 매개변수가 주어진다.

  
type Nullish = T | null | undefined;

제네릭 타입 별칭은 일반적으로 제네릭 함수의 타입을 설명하는 함수와 함께 사용된다.

  
type CreatesValue<Input, Output> = (input: Input) => Output;

// 타입: (input: string) => number
let creator: CreatesValue<string, number>;

creator = (text) => text.length; // Ok

제네릭 판별된 유니언

판별된 유니언 사용법 중 데이터의 성공적인 결과 또는 오류로 인한 실패를 나타내는 제네릭 ‘결과’ 타입을 만들기 위해 타입 인수를 추가하는 것이다.
제네릭 타입과 판별된 타입을 함께 사용하면 재사용 가능한 타입을 모델링하는 훌륭한 방법을 제공할 수 있다.

🌓 제네릭 제한자

타입스크립트는 제네릭 타입 매개변수의 동작을 수정하는 구문도 제공한다.

제네릭 기본값

제네릭 타입이 타입 애너테이션에 사용되거나 extends 또는 implements의 기본 클래스로 사용되는 경우 각 타입 매개변수에 대한 타입 인수를 제공해야 한다.
타입 매개변수 선언 뒤에 =와 기본 타입을 배치해 타입 인수를 명시적으로 제공할 수 있다.
기본값은 타입 인수가 명시적으로 선언되지 않고 유추할 수 없는 모든 후속 타입에 사용된다.
타입 매개변수는 동일한 선언 안의 앞선 타입 매개변수를 기본값으로 가질 수 있다.
각 타입 매개변수는 선언에 대한 새로운 타입을 도입하므로 해당 선언 이후의 타입 매개변수에 대한 기본값으로 이를 사용할 수 있다.
모든 기본 타입 매개변수는 기본 함수 매개변수처럼 선언 목록의 제일 마지막에 와야 한다.
기본값이 없는 제네릭 타입은 기본값이 있는 제네릭 타입 뒤에 오면 안된다.

🌓 제한된 제네릭 타입

기본적으로 제네릭 타입에는 클래스, 인터페이스, 원싯값, 유니언, 별칭 등 모든 타입을 제공할 수 있다.
그러나 일부 함수는 제한된 타입에서만 작동해야 한다.
타입스크립트는 타입 매개변수가 타입을 확장해야 한다고 선언할 수 있으며 별칭 타입에만 허용되는 작업이다.
타입 매개변수를 제한하는 구문은 매개변수 이름 뒤에 extends 키워드를 배치하고 그 뒤에 이를 제한할 타입을 배치한다.

keyof와 제한된 타입 매개변수

extends와 keyof를 함께 사용하면 타입 매개변수를 이전 타입 매개변수의 키로 제한할 수 있다.
또한 제네릭 타입의 키를 지정할 수 있는 유일한 방법이기도 하다.
keyof가 없었다면 제네릭 key 매개변수를 올바르게 입력할 방법이 없었을 것이다.

  
function get<T>(container: T, key: keyof T) {
  return container[key];
}

const roles = {
  favorite: 'Fargo',
  others: ['Almost Famous', 'Burn After Reading', 'Nomadland'],
};

const found = get(roles, 'favorite'); // 타입: string | string[]

제네릭 함수를 작성할 때 매개변수의 타입이 이전 매개변수 타입에 따라 달라지는 경우를 알고 있어야 하고, 이러한 경우 올바른 매개변수 타입을 위해 제한된 타입 매개변수를 자주 사용하게 된다.

🌓 Promise

자바스크립트의 Promise는 네트워크 요청과 같이 요청 이후 결과를 받기까지 대기가 필요한 것을 나타낸다.
각 Promise는 대기 중인 작업이 resolve(성공적으로 완료됨) 또는 reject(오류 발생)하는 경우 콜백을 등록하기 위한 메서드를 제공한다.
임의의 값 타입에 대해 유사한 작업을 나타내는 Promise의 기능은 타입스크립트의 제네릭과 자연스럽게 융합된다.
Promise는 타입스크립트 타입 시스템에서 최종적으로 resolve된 값을 나타내는 단일 타입 매개변수를 가진 Promise 클래스로 표현된다.

1. Promise 생성

타입스크립트에서 Promise 생성자는 단일 매개변수를 받도록 작성된다.
해당 매개변수의 타입은 제네릭 Promise 클래스에 선언된 타입 매개변수에 의존한다.

축소된 형식은 다음과 같다.

[예제]

  
class PromiseLike<Value> {
  constructor(
    executor: (
      resolve: (value: Value) => void,
      reject: (reason: unknown) => void
    ) => void
  ) {
    /* ... */
  }
}

결과적으로 값을 resolve하려는 Promise를 만들려면 Promise의 타입 인수를 명시적으로 선언해야 한다.
타입스크립트는 명시적 제네릭 타입 인수가 없다면 기본적으로 매개변수 타입을 unknown으로 가정한다.
Promise 생성자에 타입 인수를 명시적으로 제공하면 타입스크립트가 결과로서 생기는 Promise 인스턴스의 resolve된 타입을 이해할 수 있다.

  
// 타입: Promise<unknown>
const resolvesUnknown = new Promise((resolve) => {
  setTimeout(() => resolve('Done!'), 1000);
});

// 타입: Promise<string>
const resolvesString = new Promise<string>((resolve) => {
  setTimeout(() => resolve('Done!'), 1000);
});

2. async 함수

자바스크립트에서 async 키워드를 사용해 선언한 모든 함수는 Promise를 반환한다.
자바스크립트에서 async 함수에 따라서 반환된 값이 Thenable(.then 메서드가 있는 객체, 실제로는 거의 항상 Promise)이 아닌 경우, Promise.resolve가 호출된 것처럼 Promise로 래핑된다.

[예제]

lengthAfterSecond는 Promise를 직접적으로 반환하는 반면 lengthImmediately는 async 함수이고, 직접 number를 반환하기 때문에 Promise를 반환하는 것으로 간주된다.

  
// (text: string) => Promise<number>
async function lengthAfterSecond(text: string) {
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));

  return text.length;
}

// (text: string) => Promise<number>
async function lengthImmediately(text: string) {
  return text.length;
}

🌓 제네릭 올바르게 사용하기

타입스크립트의 모범 사례는 필요할 때만 제네릭을 사용하고, 제네릭을 사용할 때는 무엇을 위해 사용하는지 명확해야 한다.

1. 제네릭 황금률

함수에 타입 매개변수가 필요한지 여부를 판단할 수 있는 간단하고 빠른 방법은 타입 매개변수가 최소 두 번 이상 사용되었는지 확인하는 것이다.
제네릭은 타입 간의 관계를 설명하므로 제네릭 타입 매개변수가 한 곳에만 나타나면 여러 타입 간의 관계를 정의할 수 없다.
따라서 각 함수 타입 매개변수는 매개변수에 사용되어야 하고, 그다음 적어도 하나의 다른 매개변수 또는 함수의 반환 타입에서도 사용되어야 한다.

[예제]
logInput 함수는 input 매개변수를 선언하기 위해 Input 타입 매개변수를 정확히 한 번 사용한다.

  
function logInput<Input extends string>(input: Input) {
  console.log('Hi!', input);
}

2. 제네릭 명명 규칙

타입스크립트를 포함한 많은 언어가 지키는 타입 매개변수에 대한 표준 명명 규칙은 기본적으로 첫 번째 타입 인수로 T를 사용하고, 후속 타입 매개변수가 존재하면 U, V 등을 사용하는 것이다.
타입 인수가 어떻게 사용되어야 하는지 맥락과 관련된 정보가 알려진 경우 명명 규칙은 경우에 따라 해당 용어의 첫 글자를 사용하는 것으로 확장된다.
예를 들어 상태 관리 라이브러리에서는 제네릭 상탤르 S로, 데이터 구조의 키와 값은 K와 V로 나타내기도 한다.

Reference

러닝 타입스크립트 (Learning TypeScript)

[LearningTS] Chapter10. 제네릭

CHAPTER 10. 제네릭

🌓 제네릭 함수

1. 명시적 제네릭 호출 타입

2. 다중 함수 타입

🌓 제네릭 인터페이스

유추된 제네릭 인터페이스 타입

🌓 제네릭 클래스

1. 명시적 제네릭 클래스 타입

2. 제네릭 클래스 확장

3. 제네릭 인터페이스 구현

4. 메서드 제네릭

5. 정적 클래스 제네릭

🌓 제네릭 타입 별칭

제네릭 판별된 유니언

🌓 제네릭 제한자

제네릭 기본값

🌓 제한된 제네릭 타입

keyof와 제한된 타입 매개변수

🌓 Promise

1. Promise 생성

2. async 함수

🌓 제네릭 올바르게 사용하기

1. 제네릭 황금률

2. 제네릭 명명 규칙

관련된 글

[LearningTS] Chapter08. 클래스

[LearningTS] Chapter09. 타입 제한자

[LearningTS] Chapter 01. 자바스크립트에서 타입스크립트로