一文详细了解类型体操，inferr 2024-05-06 18:33:37 0 0 今天给大家分享的主题是一起来做类型体操。 主要分为 4 个部分进行介绍：类型体操的背景，通过背景了解为什么要在项目中加入类型体操；了解类型体操的主要类型、运算逻辑、和类型套路；类型体操实践，解析 TypeScript 内置高级类型，手写 ParseQueryString 复杂类型；小结，综上分享，沉淀结论。 一、背景— 在背景章节介绍的是什么是类型，什么是类型安全，怎么实现类型安全，什么是类型体操？ 以了解类型体操的意义。 1. 什么是类型？ 了解什么是类型之前，先来介绍两个概念：不同类型变量占据的内存大小不同 boolean 类型的变量会分配 4 个字节的内存，而 number 类型的变量则会分配 8 个字节的内存，给变量声明了不同的类型就代表了会占据不同的内存空间。不同类型变量可做的操作不同 number 类型可以做加减乘除等运算，boolean 就不可以，复合类型中不同类型的对象可用的方法不同，比如 Date 和 RegExp，变量的类型不同代表可以对该变量做的操作就不同。 综上，可以得到一个简单的结论就是，类型就是编程语言提供对不同内容的抽象定义。 2. 什么是类型安全？ 了解了类型的概念后，那么，什么是类型安全呢？ 一个简单的定义就是，类型安全就是只做该类型允许的操作。比如对于 boolean 类型，不允许加减乘除运算，只允许赋值 true、false。 当我们能做到类型安全时，可以大量的减少代码中潜在的问题，大量提高代码质量。 3. 怎么实现类型安全？ 那么，怎么做到类型安全？ 这里介绍两种类型检查机制，分别是动态类型检查和静态类型检查。 3.1 动态类型检查 Javascript 就是典型的动态类型检查，它在编译时，没有类型信息，到运行时才检查，导致很多隐藏 bug。 3.2 静态类型检查 TypeScript 作为 Javascript 的超集，采用的是静态类型检查，在编译时就有类型信息，检查类型问题，减少运行时的潜在问题。 4. 什么是类型体操 上面介绍了类型的一些定义，都是大家熟悉的一些关于类型的背景介绍，这一章节回归到本次分享的主题概念，类型体操。 了解类型体操前，先介绍 3 种类型系统。 4.1 简单类型系统 简单类型系统，它只基于声明的类型做检查，比如一个加法函数，可以加整数也可以加小数，但在简单类型系统中，需要声明 2 个函数来做这件事情。intadd(inta,intb){returna+b}doubleadd(doublea,doubleb){returna+b} 4.2 泛型类型系统 泛型类型系统，它支持类型参数，通过给参数传参，可以动态定义类型，让类型更加灵活。Tadd(Ta,Tb){returna+b}add(1,2)add(1.1,2.2) 但是在一些需要类型参数逻辑运算的场景就不适用了，比如一个返回对象某个属性值的函数类型。functiongetPropValue(obj:T,key){returnobj[key]} 4.3 类型编程系统 类型编程系统，它不仅支持类型参数，还能给类型参数做各种逻辑运算，比如上面提到的返回对象某个属性值的函数类型，可以通过 keyof、T[K] 来逻辑运算得到函数类型。functiongetPropValue(obj:T,key:Key):T[Key]{returnobj[key]} 总结上述，类型体操就是类型编程，对类型参数做各种逻辑运算，以产生新的类型。 之所以称之为体操，是因为它的复杂度，右侧是一个解析参数的函数类型，里面用到了很多复杂的逻辑运算，等先介绍了类型编程的运算方法后，再来解析这个类型的实现。 二、了解类型体操— 熟悉完类型体操的概念后，再来继续了解类型体操有哪些类型，支持哪些运算逻辑，有哪些运算套路。 1. 有哪些类型 类型体操的主要类型列举在图中。TypeScript 复用了 JS 的基础类型和复合类型，并新增元组（Tuple）、接口（Interface）、枚举（Enum）等类型，这些类型在日常开发过程中类型声明应该都很常用，不做赘述。//元组（Tuple）就是元素个数和类型固定的数组类型typeTuple=[number,string];//接口（Interface）可以描述函数、对象、构造器的结构：interfaceIPerson{name:string;age:number;}classPersonimplementsIPerson{name:string;age:number;}constobj:IPerson={name:'aa',age:18}//枚举（Enum）是一系列值的复合：enumTranspiler{Babel='babel',Postcss='postcss',Terser='terser',Prettier='prettier',TypeScriptCompiler='tsc'}consttranspiler=Transpiler.TypeScriptCompiler; 2. 运算逻辑 重点介绍的是类型编程支持的运算逻辑。 TypeScript 支持条件、推导、联合、交叉、对联合类型做映射等 9 种运算逻辑。条件：T extends U ? X : Y 条件判断和 js 逻辑相同，都是如果满足条件就返回 a 否则返回 b。//条件：extends?://如果T是2的子类型，那么类型是true，否则类型是false。typeisTwo=Textends2?true:false;//falsetyperes=isTwo;约束：extends 通过约束语法 extends 限制类型。//通过TextendsLength约束了T的类型，必须是包含length属性，且length的类型必须是number。interfaceLength{length:number}functionfn1(arg:T):number{returnarg.length}推导：infer 推导则是类似 js 的正则匹配，都满足公式条件时，可以提取公式中的变量，直接返回或者再次加工都可以。//推导：infer//提取元组类型的第一个元素：//extends约束类型参数只能是数组类型，因为不知道数组元素的具体类型，所以用unknown。//extends判断类型参数T是不是[inferF,...inferR]的子类型，如果是就返回F变量，如果不是就不返回typeFirst=Textends[inferF,...inferR]?F:never;//1typeres2=First;联合：| 联合代表可以是几个类型之一。typeUnion=1|2|3交叉：& 交叉代表对类型做合并。typeObjType={a:number}&{c:boolean}索引查询：keyof T keyof 用于获取某种类型的所有键，其返回值是联合类型。//consta:'name'|'age'='name'consta:keyof{name:string,age:number}='name'索引访问：T[K] T[K] 用于访问索引，得到索引对应的值的联合类型。interfaceI3{name:string,age:number}typeT6=I3[keyofI3]//string|number索引遍历： in in 用于遍历联合类型。constobj={name:'tj',age:11}typeT5={[Pinkeyoftypeofobj]:any}/*{name:any,age:any}*/索引重映射： as as 用于修改映射类型的 key。//通过索引查询keyof，索引访问t[k]，索引遍历in，索引重映射as，返回全新的key、value构成的新的映射类型typeMapType={[KeyinkeyofTas`${Key&string}${Key&string}${Key&string}`]:[T[Key],T[Key],T[Key]]}//{//aaa:[1,1,1];//bbb:[2,2,2];//}typeres3=MapType 3. 运算套路 根据上面介绍的 9 种运算逻辑，我总结了 4 个类型套路。模式匹配做提取；重新构造做变换；递归复用做循环；数组长度做计数。 3.1 模式匹配做提取 第一个类型套路是模式匹配做提取。 模式匹配做提取的意思是通过类型 extends 一个模式类型，把需要提取的部分放到通过 infer 声明的局部变量里。 举个例子，用模式匹配提取函数参数类型。typeGetParametersFunction>=Funcextends(...args:inferArgs)=>unknown?Args:never;typeParametersResult=GetParametersstring> 首先用 extends 限制类型参数必须是 Function 类型。 然后用 extends 为 参数类型匹配公式，当满足公式时，提取公式中的变量 Args。 实现函数参数类型的提取。 3.2 重新构造做变换 第二个类型套路是重新构造做变换。 重新构造做变换的意思是想要变化就需要重新构造新的类型，并且可以在构造新类型的过程中对原类型做一些过滤和变换。 比如实现一个字符串类型的重新构造。typeCapitalizeStr=Strextends`${inferFirst}${inferRest}`?`${Uppercase}${Rest}`:Str;typeCapitalizeResult=CapitalizeStr 首先限制参数类型必须是字符串类型。 然后用 extends 为参数类型匹配公式，提取公式中的变量 First Rest，并通过 Uppercase 封装。 实现了首字母大写的字符串字面量类型。 3.3 递归复用做循环 第三个类型套路是递归复用做循环。 TypeScript 本身不支持循环，但是可以通过递归完成不确定数量的类型编程，达到循环的效果。 比如通过递归实现数组类型反转。typeReverseArr=Arrextends[inferFirst,...inferRest]?[...ReverseArr,First]:Arr;typeReverseArrResult=ReverseArr 首先限制参数必须是数组类型。 然后用 extends 匹配公式，如果满足条件，则调用自身，否则直接返回。 实现了一个数组反转类型。 3.4 数组长度做计数 第四个类型套路是数组长度做计数。 类型编程本身是不支持做加减乘除运算的，但是可以通过递归构造指定长度的数组，然后取数组长度的方式来完成数值的加减乘除。 比如通过数组长度实现类型编程的加法运算。typeBuildArray=Arr['length']extendsLength?Arr:BuildArray;typeAdd=[...BuildArray,...BuildArray]['length'];typeAddResult=Add 首先通过递归创建一个可以生成任意长度的数组类型 然后创建一个加法类型，通过数组的长度来实现加法运算。 三、类型体操实践— 分享的第三部分是类型体操实践。 前面分享了类型体操的概念及常用的运算逻辑。 下面我们就用这些运算逻辑来解析 TypeScript 内置的高级类型。 1. 解析 TypeScript 内置高级类型partial 把索引变为可选 通过 in 操作符遍历索引，为所有索引添加 ？前缀实现把索引变为可选的新的映射类型。typeTPartial={[PinkeyofT]?:T[P];};typePartialRes=TPartialRequired 把索引变为必选 通过 in 操作符遍历索引，为所有索引删除 ？前缀实现把索引变为必选的新的映射类型。typeTRequired={[PinkeyofT]-?:T[P]}typeRequiredRes=TRequiredReadonly 把索引变为只读 通过 in 操作符遍历索引，为所有索引添加 readonly 前缀实现把索引变为只读的新的映射类型。typeTReadonly={readonly[PinkeyofT]:T[P]}typeReadonlyRes=TReadonlyPick 保留过滤索引 首先限制第二个参数必须是对象的 key 值，然后通过 in 操作符遍历第二个参数，生成新的映射类型实现。typeTPick={[PinK]:T[P]}typePickRes=TPickRecord 创建映射类型 通过 in 操作符遍历联合类型 K，创建新的映射类型。typeTRecord={[PinK]:T}typeRecordRes=TRecordExclude 删除联合类型的一部分 通过 extends 操作符，判断参数 1 能否赋值给参数 2，如果可以则返回 never，以此删除联合类型的一部分。typeTExclude=TextendsU?never:TtypeExcludeRes=TExcludeExtract 保留联合类型的一部分 和 Exclude 逻辑相反，判断参数 1 能否赋值给参数 2，如果不可以则返回 never，以此保留联合类型的一部分。typeTExtract=TextendsU?T:nevertypeExtractRes=TExtractOmit 删除过滤索引 通过高级类型 Pick、Exclude 组合，删除过滤索引。typeTOmit=Pick>typeOmitRes=TOmitAwaited 用于获取 Promise 的 valueType 通过递归来获取未知层级的 Promise 的 value 类型。typeTAwaited=Textendsnull|undefined?T:Textendsobject&{then(onfulfilled:inferF):any}?Fextends((value:inferV,...args:any)=>any)?Awaited:never:T;typeAwaitedRes=TAwaited>> 还有非常多高级类型，实现思路和上面介绍的类型套路大多一致，这里不一一赘述。 2. 解析 ParseQueryString 复杂类型 重点解析的是在背景章节介绍类型体操复杂度，举例说明的解析字符串参数的函数类型。 如图示 demo 所示，这个函数是用于将指定字符串格式解析为对象格式。functionparseQueryString1(queryStr){if(!queryStr||!queryStr.length){return{}}constqueryObj={}constitems=queryStr.split('&')items.forEach((item)=>{const[key,value]=item.split('=')if(queryObj[key]){if(Array.isArray(queryObj[key])){queryObj[key].push(value)}else{queryObj[key]=[queryObj[key],value]}}else{queryObj[key]=value}})returnqueryObj} 比如获取字符串 a=1&b=2 中 a 的值。 常用的类型声明方式如下图所示：functionparseQueryString1(queryStr:string):Record{if(!queryStr||!queryStr.length){return{}}constqueryObj={}constitems=queryStr.split('&')items.forEach((item)=>{const[key,value]=item.split('=')if(queryObj[key]){if(Array.isArray(queryObj[key])){queryObj[key].push(value)}else{queryObj[key]=[queryObj[key],value]}}else{queryObj[key]=value}})returnqueryObj} 参数类型为 string，返回类型为 Record，这时看到，res1.a 类型为 any，那么有没有办法，准确的知道 a 的类型是字面量类型 1 呢？ 下面就通过类型体操的方式，来重写解析字符串参数的函数类型。 首先限制参数类型是 string 类型，然后为参数匹配公式 a&b，如果满足公式，将 a 解析为 key value 的映射类型，将 b 递归 ParseQueryString 类型，继续解析，直到不再满足 a&b 公式。 最后，就可以得到一个精准的函数返回类型，res.a = 1。typeParseParam=Paramextends`${inferKey}=${inferValue}`?{[KinKey]:Value}:Record;typeMergeParams={readonly[KeyinkeyofOneParam|keyofOtherParam]:KeyextendskeyofOneParam?OneParam[Key]:KeyextendskeyofOtherParam?OtherParam[Key]:never}typeParseQueryString=Strextends`${inferParam}&${inferRest}`?MergeParams,ParseQueryString>:ParseParam;functionparseQueryString(queryStr:Str):ParseQueryString{if(!queryStr||!queryStr.length){return{}asany;}constqueryObj={}asany;constitems=queryStr.split('&');items.forEach(item=>{const[key,value]=item.split('=');if(queryObj[key]){if(Array.isArray(queryObj[key])){queryObj[key].push(value);}else{queryObj[key]=[queryObj[key],value]}}else{queryObj[key]=value;}});returnqueryObjasany;}constres=parseQueryString('a=1&b=2&c=3');console.log(res.a)//type1 四、小结— 综上分享，从 3 个方面介绍了类型体操。 第一点是类型体操背景，了解了什么是类型，什么是类型安全，怎么实现类型安全； 第二点是熟悉类型体操的主要类型、支持的逻辑运算，并总结了 4 个类型套路； 第三点是类型体操实践，解析了 TypeScript 内置高级类型的实现，并手写了一些复杂函数类型。 从中我们了解到需要动态生成类型的场景，必然是要用类型编程做一些运算，即使有的场景下可以不用类型编程，但是使用类型编程能够有更精准的类型提示和检查，减少代码中潜在的问题。 审核编辑：汤梓红 收藏（0）