Полиморфный тип this

Как в предке описать тип потомка и при чем здесь полиморфный тип this - сможет ответить текущая глава.

this - как тип

В TypeScript существует возможность указывать в качестве типа полиморфный тип this.

Полиморфный тип — это тип, который представляет множество типов, как единое целое.

Полиморфный тип this является совокупностью типов, определяющих тип экземпляра. Кроме того, полиморфный тип this доступен для указания только в классах и интерфейсах.

Чтобы понять о чем идет речь, нужно представить два класса, связанных с помощью механизма наследования и в каждом из них объявлен метод, возращаемое значение которого принадлежит к типу представляющего экземпляр класса в котором он определен.

ts
class Animal {
    public sit(): Animal { // реализация метода
        return this;
    }
}

class Bird extends Animal {
    public fly(): Bird { // дополнение супертипа специфичным методом
        return this;
    }
}

Если создать экземпляр подкласса и вызвать по цепочке метод подкласса, а затем — суперкласса, то операция завершится успехом.

ts
const bird: Bird = new Bird()
    .fly() // Ok, возвращает тип Bird
    .sit(); // Ok, возвращает тип Animal

Если попробовать изменить порядок вызова методов, то возникнет ошибка. Произойдет это по той причине, что метод, объявленный в суперклассе, возвращает значение, принадлежащее к типу самого суперкласса, который ничего не знает о методах, объявленных в его подтипах.

ts
const bird: Bird = new Bird()
    .sit() // Ok, возвращает тип Animal
    .fly(); // Error, в типе Animal, возвращенного на предыдущем шаге, нет объявления метода fly

Можно, конечно, в качестве возвращаемого значения указать тип any, но помимо того, что пропадет автодополнение, ещё и пострадает семантическая привлекательность кода.

ts
class Animal {
    public sit(): any {
        return this;
    }
}

class Bird extends Animal {
    public fly(): any {
        return this;
    }
}

let bird: Bird = new Bird()
    .fly() // Ok
    .sit(); // Ok

bird = new Bird()
    .sit() // Ok
    .fly(); // Ok, работает, но так лучше не делать

TypeScript предлагает решить эту проблему с помощью полиморфного типа this. Ожидаемое поведение достигается за счет того, что полиморфный тип this является множеством типов, определяемого цепочкой наследования. Другими словами, тип this будет принадлежать к тому же типу, что и экземпляр подкласса, который принадлежит к типу подкласса и типу суперкласса одновременно.

Такое поведение называется F-ограниченный полиморфизм (F-bounded polymorphism).

ts
class Animal {
    public sit(): this {
        return this;
    }
}

class Bird extends Animal {
    public fly(): this {
        return this;
    }
}

let bird = new Bird()
    .fly() // Ok
    .sit(); // Ok

bird = new Bird()
    .sit() // Ok, возвращает тип Bird
    .fly(); // Ok

Стоит отдельно подчеркнуть, что полиморфный тип this не принадлежит к типу класса или интерфейса в котором указан. Полиморфный тип this может быть определен только на основе экземпляра класса. Проще говоря, полиморфный тип this принадлежит к типу своего экземпляра и может быть определен только в момент создания экземпляра. Так же тип this совместим с типом any, а при условии, что флаг --strictNullChecks установлен в false, ещё и к типам null и undefined. К тому же тип this совместим с типом экземпляра, ссылку на который можно получить с помощью ключевого слова this.

ts
class Animal {
    public animalAll: this[] = []; // массив с полиморфным типом this

    constructor() {
        this.add(new Animal()); // Error, так как на данном этапе не известно, к какому типу будет принадлежать полиморфный тип this
        this.add(this); // Ok
    }

    public add(animal: this): this {
        this.animalAll.push(animal);
        
        return this;
    }
}

class Type {
    static interface: typeof Animal = Animal;
    static animal: Animal = new Animal();
    static any: any = new Animal();
    static null: null = null;
    static undefined: undefined = undefined;
}

const animal = new Animal()
    .add(Type.animal) // Ok
    .add(Type.interface) // Error
    .add(Type.any) // Ok
    .add(Type.null) // Ok
    .add(Type.undefined); // Ok

Не будет лишним упомянуть, что в тех случаях, когда тип не указан явно, а в качестве значения выступает ссылка на экземпляр (this), то вывод типов будет указывать на принадлежность к полиморфному типу this.

ts
class Animal {
    public instance = this; // instance: this
    
    public getInstance() { // getInstance(): this
        const instance = this; // instance: this
        
        return this;
    }
}