第十三章 TypeScript 的 Enum 类型

简介

实际开发中，经常需要定义一组相关的常量。

const RED = 1
const GREEN = 2
const BLUE = 3

let color = userInput()

if (color === RED) {
  /* */
}
if (color === GREEN) {
  /* */
}
if (color === BLUE) {
  /* */
}

throw new Error('wrong color')

上面示例中，常量RED、GREEN、BLUE是相关的，意为变量color的三个可能的取值。它们具体等于什么值其实并不重要，只要不相等就可以了。

TypeScript 就设计了 Enum 结构，用来将相关常量放在一个容器里面，方便使用。

enum Color {
  Red, // 0
  Green, // 1
  Blue, // 2
}

上面示例声明了一个 Enum 结构Color，里面包含三个成员Red、Green和Blue。第一个成员的值默认为整数0，第二个为1，第二个为2，以此类推。

使用时，调用 Enum 的某个成员，与调用对象属性的写法一样，可以使用点运算符，也可以使用方括号运算符。

let c = Color.Green // 1
// 等同于
let c = Color['Green'] // 1

Enum 结构本身也是一种类型。比如，上例的变量c等于1，它的类型可以是 Color，也可以是number。

let c: Color = Color.Green // 正确
let c: number = Color.Green // 正确

上面示例中，变量c的类型写成Color或number都可以。但是，Color类型的语义更好。

Enum 结构的特别之处在于，它既是一种类型，也是一个值。绝大多数 TypeScript 语法都是类型语法，编译后会全部去除，但是 Enum 结构是一个值，编译后会变成 JavaScript 对象，留在代码中。

// 编译前
enum Color {
  Red, // 0
  Green, // 1
  Blue, // 2
}

// 编译后
let Color = {
  Red: 0,
  Green: 1,
  Blue: 2,
}

上面示例是 Enum 结构编译前后的对比。

由于 TypeScript 的定位是 JavaScript 语言的类型增强，所以官方建议谨慎使用 Enum 结构，因为它不仅仅是类型，还会为编译后的代码加入一个对象。

Enum 结构比较适合的场景是，成员的值不重要，名字更重要，从而增加代码的可读性和可维护性。

enum Operator {
  ADD,
  DIV,
  MUL,
  SUB,
}

function compute(op: Operator, a: number, b: number) {
  switch (op) {
    case Operator.ADD:
      return a + b
    case Operator.DIV:
      return a / b
    case Operator.MUL:
      return a * b
    case Operator.SUB:
      return a - b
    default:
      throw new Error('wrong operator')
  }
}

compute(Operator.ADD, 1, 3) // 4

上面示例中，Enum 结构Operator的四个成员表示四则运算“加减乘除”。代码根本不需要用到这四个成员的值，只用成员名就够了。

Enum 作为类型有一个缺点，就是输入任何数值都不报错。

enum Bool {
  No,
  Yes,
}

function foo(noYes: Bool) {
  // ...
}

foo(33) // 不报错

上面代码中，函数foo的参数noYes只有两个可用的值，但是输入任意数值，编译都不会报错。

另外，由于 Enum 结构编译后是一个对象，所以不能有与它同名的变量（包括对象、函数、类等）。

enum Color {
  Red,
  Green,
  Blue,
}

const Color = 'red' // 报错

上面示例，Enum 结构与变量同名，导致报错。

很大程度上，Enum 结构可以被对象的as const断言替代。

enum Foo {
  A,
  B,
  C,
}

const Bar = {
  A: 0,
  B: 1,
  C: 2,
} as const;

if （x === Foo.A）{}
// 等同于
if (x === Bar.A) {}

上面示例中，对象Bar使用了as const断言，作用就是使得它的属性无法修改。这样的话，Foo和Bar的行为就很类似了，前者完全可以用后者替代，而且后者还是 JavaScript 的原生数据结构。

Enum 成员的值

Enum 成员默认不必赋值，系统会从零开始逐一递增，按照顺序为每个成员赋值，比如 0、1、2……

但是，也可以为 Enum 成员显式赋值。

enum Color {
  Red,
  Green,
  Blue,
}

// 等同于
enum Color {
  Red = 0,
  Green = 1,
  Blue = 2,
}

上面示例中，Enum 每个成员的值都是显式赋值。

成员的值可以是任意数值，但不能是大整数（Bigint）。

enum Color {
  Red = 90,
  Green = 0.5,
  Blue = 7n, // 报错
}

上面示例中，Enum 成员的值可以是小数，但不能是 Bigint。

成员的值甚至可以相同。

enum Color {
  Red = 0,
  Green = 0,
  Blue = 0,
}

如果只设定第一个成员的值，后面成员的值就会从这个值开始递增。

enum Color {
  Red = 7,
  Green, // 8
  Blue, // 9
}

// 或者
enum Color {
  Red, // 0
  Green = 7,
  Blue, // 8
}

Enum 成员的值也可以使用计算式。

enum Permission {
  UserRead = 1 << 8,
  UserWrite = 1 << 7,
  UserExecute = 1 << 6,
  GroupRead = 1 << 5,
  GroupWrite = 1 << 4,
  GroupExecute = 1 << 3,
  AllRead = 1 << 2,
  AllWrite = 1 << 1,
  AllExecute = 1 << 0,
}

enum Bool {
  No = 123,
  Yes = Math.random(),
}

上面示例中，Enum 成员的值等于一个计算式，或者等于函数的返回值，都是正确的。

Enum 成员值都是只读的，不能重新赋值。

enum Color {
  Red,
  Green,
  Blue,
}

Color.Red = 4 // 报错

上面示例中，重新为 Enum 成员赋值就会报错。

为了让这一点更醒目，通常会在 enum 关键字前面加上const修饰，表示这是常量，不能再次赋值。

const enum Color {
  Red,
  Green,
  Blue,
}

加上const还有一个好处，就是编译为 JavaScript 代码后，代码中 Enum 成员会被替换成对应的值，这样能提高性能表现。

const enum Color {
  Red,
  Green,
  Blue,
}

const x = Color.Red
const y = Color.Green
const z = Color.Blue

// 编译后
const x = 0 /* Color.Red */
const y = 1 /* Color.Green */
const z = 2 /* Color.Blue */

上面示例中，由于 Enum 结构前面加了const关键字，所以编译产物里面就没有生成对应的对象，而是把所有 Enum 成员出现的场合，都替换成对应的常量。

如果希望加上const关键词后，运行时还能访问 Enum 结构（即编译后依然将 Enum 转成对象），需要在编译时打开preserveConstEnums编译选项。

同名 Enum 的合并

多个同名的 Enum 结构会自动合并。

enum Foo {
  A,
}

enum Foo {
  B = 1,
}

enum Foo {
  C = 2,
}

// 等同于
enum Foo {
  A,
  B = 1，
  C = 2
}

上面示例中，Foo分成三段定义，系统会自动把它们合并。

Enum 结构合并时，只允许其中一个的首成员省略初始值，否则报错。

enum Foo {
  A,
}

enum Foo {
  B, // 报错
}

上面示例中，Foo的两段定义的第一个成员，都没有设置初始值，导致报错。

同名 Enum 合并时，不能有同名成员，否则报错。

enum Foo {
  A,
  B,
}

enum Foo {
  B = 1, // 报错
  C,
}

上面示例中，Foo的两段定义有一个同名成员B，导致报错。

同名 Enum 合并的另一个限制是，所有定义必须同为 const 枚举或者非 const 枚举，不允许混合使用。

// 正确
enum E {
  A,
}
enum E {
  B = 1,
}

// 正确
const enum E {
  A,
}
const enum E {
  B = 1,
}

// 报错
enum E {
  A,
}
const enum E {
  B = 1,
}

同名 Enum 的合并，最大用处就是补充外部定义的 Enum 结构。

字符串 Enum

Enum 成员的值除了设为数值，还可以设为字符串。也就是说，Enum 也可以用作一组相关字符串的集合。

enum Direction {
  Up = 'UP',
  Down = 'DOWN',
  Left = 'LEFT',
  Right = 'RIGHT',
}

上面示例中，Direction就是字符串枚举，每个成员的值都是字符串。

注意，字符串枚举的所有成员值，都必须显式设置。如果没有设置，成员值默认为数值，且位置必须在字符串成员之前。

enum Foo {
  A, // 0
  B = 'hello',
  C, // 报错
}

上面示例中，A之前没有其他成员，所以可以不设置初始值，默认等于0；C之前有一个字符串成员，所以C必须有初始值，不赋值就报错了。

Enum 成员可以是字符串和数值混合赋值。

enum Enum {
  One = 'One',
  Two = 'Two',
  Three = 3,
  Four = 4,
}

除了数值和字符串，Enum 成员不允许使用其他值（比如 Symbol 值）。

变量类型如果是字符串 Enum，就不能再赋值为字符串，这跟数值 Enum 不一样。

enum MyEnum {
  One = 'One',
  Two = 'Two',
}

let s = MyEnum.One
s = 'One' // 报错

上面示例中，变量s的类型是MyEnum，再赋值为字符串就报错。

由于这个原因，如果函数的参数类型是字符串 Enum，传参时就不能直接传入字符串，而要传入 Enum 成员。

enum MyEnum {
  One = 'One',
  Two = 'Two',
}

function f(arg: MyEnum) {
  return 'arg is ' + arg
}

f('One') // 报错

上面示例中，参数类型是MyEnum，直接传入字符串会报错。

所以，字符串 Enum 作为一种类型，有限定函数参数的作用。

前面说过，数值 Enum 的成员值往往不重要。但是有些场合，开发者可能希望 Enum 成员值可以保存一些有用的信息，所以 TypeScript 才设计了字符串 Enum。

const enum MediaTypes {
  JSON = 'application/json',
  XML = 'application/xml',
}

const url = 'localhost'

fetch(url, {
  headers: {
    Accept: MediaTypes.JSON,
  },
}).then((response) => {
  // ...
})

上面示例中，函数fetch()的参数对象的属性Accept，只能接受一些指定的字符串。这时就很适合把字符串放进一个 Enum 结构，通过成员值来引用这些字符串。

字符串 Enum 可以使用联合类型（union）代替。

function move(where: 'Up' | 'Down' | 'Left' | 'Right') {
  // ...
}

上面示例中，函数参数where属于联合类型，效果跟指定为字符串 Enum 是一样的。

注意，字符串 Enum 的成员值，不能使用表达式赋值。

enum MyEnum {
  A = 'one',
  B = ['T', 'w', 'o'].join(''), // 报错
}

上面示例中，成员B的值是一个字符串表达式，导致报错。

keyof 运算符

keyof 运算符可以取出 Enum 结构的所有成员名，作为联合类型返回。

enum MyEnum {
  A = 'a',
  B = 'b',
}

// 'A'|'B'
type Foo = keyof typeof MyEnum

上面示例中，keyof typeof MyEnum可以取出MyEnum的所有成员名，所以类型Foo等同于联合类型'A'|'B'。

注意，这里的typeof是必需的，否则keyof MyEnum相当于keyof number。

type Foo = keyof MyEnum
// "toString" | "toFixed" | "toExponential" |
// "toPrecision" | "valueOf" | "toLocaleString"

上面示例中，类型Foo等于类型number的所有原生属性名组成的联合类型。

这是因为 Enum 作为类型，本质上属于number或string的一种变体，而typeof MyEnum会将MyEnum当作一个值处理，从而先其转为对象类型，就可以再用keyof运算符返回该对象的所有属性名。

如果要返回 Enum 所有的成员值，可以使用in运算符。

enum MyEnum {
  A = 'a',
  B = 'b',
}

// { a：any, b: any }
type Foo = { [key in MyEnum]: any }

上面示例中，采用属性索引可以取出MyEnum的所有成员值。

反向映射

数值 Enum 存在反向映射，即可以通过成员值获得成员名。

enum Weekdays {
  Monday = 1,
  Tuesday,
  Wednesday,
  Thursday,
  Friday,
  Saturday,
  Sunday,
}

console.log(Weekdays[3]) // Wednesday

上面示例中，Enum 成员Wednesday的值等于 3，从而可以从成员值3取到对应的成员名Wednesday，这就叫反向映射。

这是因为 TypeScript 会将上面的 Enum 结构，编译成下面的 JavaScript 代码。

var Weekdays
;(function (Weekdays) {
  Weekdays[(Weekdays['Monday'] = 1)] = 'Monday'
  Weekdays[(Weekdays['Tuesday'] = 2)] = 'Tuesday'
  Weekdays[(Weekdays['Wednesday'] = 3)] = 'Wednesday'
  Weekdays[(Weekdays['Thursday'] = 4)] = 'Thursday'
  Weekdays[(Weekdays['Friday'] = 5)] = 'Friday'
  Weekdays[(Weekdays['Saturday'] = 6)] = 'Saturday'
  Weekdays[(Weekdays['Sunday'] = 7)] = 'Sunday'
})(Weekdays || (Weekdays = {}))

上面代码中，实际进行了两组赋值，以第一个成员为例。

Weekdays[(Weekdays['Monday'] = 1)] = 'Monday'

上面代码有两个赋值运算符（=），实际上等同于下面的代码。

Weekdays['Monday'] = 1
Weekdays[1] = 'Monday'

注意，这种情况只发生在数值 Enum，对于字符串 Enum，不存在反向映射。这是因为字符串 Enum 编译后只有一组赋值。

enum MyEnum {
  A = 'a',
  B = 'b',
}

// 编译后
var MyEnum
;(function (MyEnum) {
  MyEnum['A'] = 'a'
  MyEnum['B'] = 'b'
})(MyEnum || (MyEnum = {}))