typescript類型體操及關(guān)鍵字使用示例詳解

更新時(shí)間：2023年11月15日 09:12:24 作者：夕水

這篇文章主要為大家介紹了typescript類型體操及關(guān)鍵字使用示例詳解,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪

前言

事情是這樣的，有這樣一道 ts 類型題，代碼如下所示:

type Union = "Mon" | "Tue" | "Wed";
// 補(bǔ)充這里的類型代碼
type Mapping<T extends Union, Value extends string> = any;
type Res = Mapping<Union, "周一" | "周二" | "周三">;
// 以下是輸出結(jié)果
// {
//     mon: "周一";
//     Tue: "周二";
//     Wed: "周三";
// }

觀察題目，其實(shí)就是將兩個(gè)聯(lián)合類型的值組合成接口，其中第一個(gè)聯(lián)合類型的值作為屬性，第二個(gè)聯(lián)合類型的值則作為屬性值，并且兩者的屬性順序是一一對(duì)應(yīng)的。下面跟著我一起來(lái)分析，通過(guò)這道題，我們能理解到 ts 的不少知識(shí)點(diǎn)，不信繼續(xù)往下看。

分析

實(shí)際上，在 ts 當(dāng)中，想要保證 ts 的順序是很困難的，這與 ts 編譯器有關(guān)，不過(guò)這不影響我們對(duì)這道題的分析，那么這道題如何解決呢？思路就是想辦法將 2 個(gè)聯(lián)合類型構(gòu)造成數(shù)組，然后就可以根據(jù)數(shù)組項(xiàng)一一對(duì)應(yīng)來(lái)轉(zhuǎn)成對(duì)象了，那么這道題的難點(diǎn)在于如何轉(zhuǎn)成數(shù)組。

轉(zhuǎn)成數(shù)組的前提就是我們將聯(lián)合類型的每一項(xiàng)取出來(lái)然后添加到數(shù)組中，那么如何提取呢？下面讓我們一步一步來(lái)實(shí)現(xiàn)。

將并集轉(zhuǎn)成交集

聯(lián)合類型我們也可以叫做并集，如: 1 | 2 | 3,而要實(shí)現(xiàn)添加的第一步，我們需要將并集轉(zhuǎn)成交集，那么如何進(jìn)行交集的轉(zhuǎn)換呢？

其實(shí)我們可以將并集的每一項(xiàng)使用函數(shù)來(lái)推斷，在這里我們需要理解 ts 中的 2 個(gè)關(guān)鍵字用法，如下:

extends: 既可以表示類的繼承，也可以表示條件判斷（相當(dāng)于 js 的全等）。
infer: 該關(guān)鍵字用于推導(dǎo)某個(gè)類型。

根據(jù)以上分析，我們就可以實(shí)現(xiàn)并集轉(zhuǎn)成交集，代碼如下:

//  X | Y | Z ==> X & Y & Z
type UnionToIntersection<U> = (U extends any ? (k: U) => void : never) extends (
  k: infer I
) => void
  ? I
  : never;

以上類型就實(shí)現(xiàn)了并集對(duì)交集的轉(zhuǎn)換，理解起來(lái)也很容易，就是判斷給定的泛型參數(shù)是否是任意類型 any，如果是則構(gòu)造成函數(shù)參數(shù)為該類型，然后使用 infer 關(guān)鍵字去推導(dǎo)參數(shù)類型，如果能推導(dǎo)出來(lái)，則返回推導(dǎo)出來(lái)的結(jié)果，否則返回 never。

any 與 never 與 void 類型

這個(gè) ts 類型也涉及到了 3 個(gè)類型，即任意類型 any,從不類型 never,和 void 類型。

any 類型

其中 any 用來(lái)表示允許賦值為任意類型。在 ts 中，如果是一個(gè)普通類型，在賦值過(guò)程中改變類型是不被允許的。例如:

let a: string = "123";
a = 2; // error TS2322: Type 'number' is not assignable to type 'string'

以上定義 a 變量的類型是 string，因此修改變量值為數(shù)值，則 ts 編譯會(huì)出錯(cuò)，但如果是賦值為任意值類型，則以上操作不會(huì)報(bào)錯(cuò)，如下所示:

let a: any = "123";
a = 2; // 允許修改，因?yàn)槭侨我庵殿愋?/pre>

我們也可以訪問(wèn)任意類型的屬性和方法，如下所示:

let b: any = "b";
console.log(b.name); // ts編譯不會(huì)報(bào)錯(cuò)
console.log(b.setName("a")); // ts編譯不會(huì)出錯(cuò)

也就是說(shuō)，聲明一個(gè)變量為任意值之后，對(duì)它的任何操作，返回的內(nèi)容的類型都是任意值。

在 ts 中，一個(gè)未聲明類型的變量，也會(huì)被推導(dǎo)成任意類型，如:

let a;
a = "a";
a = 2;
a.setName("b");
// 以上操作在ts中都不會(huì)報(bào)錯(cuò)

never 類型

never 類型表示從不存在的類型，比如一個(gè)函數(shù)拋出異常，它的返回類型就是 never，如:

const fn = (msg: string) => throw new Error(msg); // never

void 類型

void 類型表示沒(méi)有返回值,通常用在沒(méi)有任何返回值的函數(shù)中。如:

const fn = (): void => {
  alert(123);
};

以上類型是包裝成函數(shù)類型推導(dǎo)，對(duì)于函數(shù)有沒(méi)有返回值沒(méi)有任何意義，因此這里只需要使用 void 來(lái)代表返回值即可。

將聯(lián)合類型轉(zhuǎn)換成重載函數(shù)類型

下一步，我們就需要將聯(lián)合類型轉(zhuǎn)換成重載函數(shù)類型，例如:

X | Y ==> ((x: X)=>void) & ((y:Y)=>void)

我們要如何實(shí)現(xiàn)呢？其實(shí)就是將泛型參數(shù)包裝成函數(shù)類型，然后再調(diào)用用前面的并集轉(zhuǎn)交集類型，如下:

type UnionToOvlds<U> = UnionToIntersection<
  U extends any ? (f: U) => void : never
>;

做這一步的目的是方便將聯(lián)合類型中的每一項(xiàng)提取出來(lái)，因此需要這個(gè)類型，接下來(lái)我們就需要將聯(lián)合類型的每一項(xiàng)取出來(lái)，我們叫做 PopUnion 類型。

從聯(lián)合類型中取出每一個(gè)類型

有了前面 2 個(gè)類型的鋪墊，取出聯(lián)合類型中的每一個(gè)類型就很容易，我們只需要包裝成重載函數(shù)類型，然后使用 infer 推斷函數(shù)參數(shù)類型，返回參數(shù)類型即可。代碼如下:

type PopUnion<U> = UnionToOvlds<U> extends (f: infer A) => void ? A : never;

能夠取出聯(lián)合類型的每一個(gè)類型，那么構(gòu)造成數(shù)組就很容易了，不過(guò)接下來(lái)還需要一個(gè)類型，那就是判斷是否是聯(lián)合類型，為此我們需要先實(shí)現(xiàn)這個(gè)類型，即 IsUnion 類型。

判斷是否是聯(lián)合類型

判斷是否是聯(lián)合類型比較簡(jiǎn)單，就是將類型構(gòu)造成一個(gè)數(shù)組，然后使用兩個(gè)數(shù)組比較，不過(guò)我們需要比較的是原始泛型參數(shù)構(gòu)造成數(shù)組和轉(zhuǎn)成交集構(gòu)造成數(shù)組是否相等，相等則返回 false，否則返回 true。代碼如下:

type IsUnion<T> = [T] extends [UnionToIntersection<T>] ? false : true;

聯(lián)合類型轉(zhuǎn)數(shù)組

接下來(lái)就是聯(lián)合類型轉(zhuǎn)數(shù)組類型的實(shí)現(xiàn)，首先我們需要用到上一節(jié)提到的判斷是否是聯(lián)合類型，如果是聯(lián)合類型，則使用 PopUnion 類型提取聯(lián)合類型的每一項(xiàng)，注意這里是需要遞歸的提取剩余項(xiàng)的，直到不是剩余項(xiàng)不是聯(lián)合類型為止，因此這里我們沒(méi)提取一項(xiàng)，都需要使用 Exclude 類型將聯(lián)合類型中提取的排除掉，這樣就得到了剩余的聯(lián)合類型，然后我們使用第二個(gè)參數(shù)來(lái)存儲(chǔ)結(jié)果，如果不是聯(lián)合類型就直接添加到數(shù)組中。代碼如下所示:

type UnionToArray<T, A extends unknown[] = []> = IsUnion<T> extends true
  ? UnionToArray<Exclude<T, PopUnion<T>>, [PopUnion<T>, ...A]>
  : [T, ...A];

以上代碼我們使用泛型 A 是一個(gè)未知類型的數(shù)組,并默認(rèn)賦值為空數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)結(jié)果，相當(dāng)于我們是從聯(lián)合類型當(dāng)中一項(xiàng)一項(xiàng)的提取出來(lái)然后添加到 A 結(jié)果數(shù)組中，最終返回的結(jié)果就是一個(gè)由聯(lián)合類型每一項(xiàng)組成的數(shù)組。

Exclude 類型

其中 Exclude 類型是 ts 內(nèi)置類型，不過(guò)要實(shí)現(xiàn)還是比較簡(jiǎn)單的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是如果兩個(gè)參數(shù)相等，則不返回類型，否則返回原類型。代碼如下:

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;

獲取數(shù)組的長(zhǎng)度

接下來(lái)我們還需要比較兩個(gè)聯(lián)合類型提取出來(lái)的數(shù)組長(zhǎng)度是否相同，為此我們需要先實(shí)現(xiàn)如何獲取一個(gè)數(shù)組類型的長(zhǎng)度，觀察發(fā)現(xiàn)數(shù)組是存在一個(gè) length 屬性的，因此我們可以判斷如果存在 length 屬性，并使用 infer 推斷具體值，能夠推斷出來(lái)就返回這個(gè)推斷的值，否則返回 never，代碼如下:

type Length<T extends ReadonlyArray<any>> = T extends { length: infer L }
  ? L
  : never;

這個(gè)代碼有一個(gè)類型即 ReadonlyArray 類型,它也是 ts 的一個(gè)內(nèi)置類型，表示數(shù)組項(xiàng)只讀的數(shù)組，那么這個(gè)類型是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

ReadonlyArray 數(shù)組類型

這個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)還是很簡(jiǎn)單的，就是只讀數(shù)組只有一個(gè) at 方法，數(shù)組 at 方法的作用就是獲取一個(gè)整數(shù)值并返回該索引處的項(xiàng)目，允許參數(shù)是正整數(shù)和負(fù)整數(shù)，負(fù)整數(shù)從數(shù)組的最后一項(xiàng)開(kāi)始倒數(shù)。因此我們需要先實(shí)現(xiàn)這個(gè)只有 at 方法的接口，代碼如下:

interface RelativeIndexable<T> {
  at(index: number): T | undefined;
}

而只讀數(shù)組類型 ReadonlyArray 只需要繼承這個(gè)接口就行了，代碼如下:

interface ReadonlyArray<T> extends RelativeIndexable<T> {}

實(shí)現(xiàn)比較兩個(gè)數(shù)組長(zhǎng)度的類型

有了能夠獲取數(shù)組長(zhǎng)度的類型，接下來(lái)比較兩個(gè)數(shù)組長(zhǎng)度的類型就很簡(jiǎn)單了，代碼如下:

type CompareLength<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>
> = Length<T> extends Length<U> ? true : false;

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是兩個(gè)數(shù)組長(zhǎng)度一樣就返回 true，否則返回 false，這也限制了我們最終實(shí)現(xiàn)的類型 2 個(gè)參數(shù)的聯(lián)合類型最終提取出來(lái)的元素一定要一樣。

將屬性構(gòu)造成接口

接下來(lái)我們要實(shí)現(xiàn)將屬性構(gòu)造成接口，要想構(gòu)造成接口，那就需要屬性和屬性值，因此這個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)是有 2 個(gè)參數(shù)的，可以看到我們最終實(shí)現(xiàn)的 Mapping 就是有 2 個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)作為屬性，第二個(gè)參數(shù)作為屬性值。而由于接口屬性類型有限制，即只能是 PropertyKey 類型，因此我們是需要判斷的，同理，為了實(shí)現(xiàn)屬性和屬性值一一對(duì)應(yīng)有值的情況下，我們也需要對(duì)第二個(gè)參數(shù)做判斷，只有滿足 2 個(gè)參數(shù)類型都是 PropertyKey 類型，才能構(gòu)造成接口，并且構(gòu)造成接口我們可以使用 Record 類型。

根據(jù)以上分析，我們的最終代碼就實(shí)現(xiàn)如下:

// 不一定要叫Callback，也可以叫名字
type Callback<T, U> = T extends PropertyKey
  ? U extends PropertyKey
    ? Record<T, U>
    : never
  : never;

以上還涉及到了 ts 的兩個(gè)內(nèi)置類型，第一個(gè)是 PropertyKey 類型，第二個(gè)則是Record<T,U>類型，下面我們來(lái)一一看下這 2 個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)。

PropertyKey 類型

第一個(gè) PropertyKey 類型非常簡(jiǎn)單，它表示對(duì)象的屬性類型，我們只需要知道 js 對(duì)象的屬性只能是字符串或者數(shù)字或者符號(hào)就可以知道這個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)，代碼如下:

type PropertyKey = string | number | symbol;

可以看到這就是一個(gè)聯(lián)合類型，屬性的類型只能是字符串或者數(shù)值或者符號(hào)。

Record 類型

Record 類型表示構(gòu)造一個(gè)構(gòu)造一個(gè)具有類型 T 的一組屬性 U 的類型,我們只需要使用 in 操作符即可實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@個(gè)類型的第一個(gè)參數(shù)是要作為接口屬性的，而第二個(gè)參數(shù)則是作為對(duì)應(yīng)的屬性值。代碼如下:

type Record<T extends keyof any, U> = {
  [K in T]: U;
};

這就是 Record 類型的實(shí)現(xiàn)，這其中還設(shè)計(jì)到了 ts 的一個(gè)關(guān)鍵字，即 keyof，它表示提取類型的屬性，這個(gè)關(guān)鍵字通常用來(lái)提取接口的屬性，最后會(huì)返回組成屬性的聯(lián)合類型。例如:

type Test = {
  a: string;
  1: number;
};
type TestKey = keyof Test; // 'a' | 1

將兩個(gè)數(shù)組類型構(gòu)造成接口

有了前面的幾個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)，接下來(lái)我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)根據(jù) 2 個(gè)參數(shù)數(shù)組構(gòu)造成接口的類型，為此我們需要定義第三個(gè)參數(shù)，第三個(gè)參數(shù)應(yīng)該是一個(gè)接口對(duì)象，用來(lái)當(dāng)作最終返回的結(jié)果，默認(rèn)是一個(gè)空對(duì)象，而前面 2 個(gè)參數(shù)就是我們的屬性組成的只讀數(shù)組。結(jié)構(gòu)如下所示:

type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = any;

接下來(lái)第一步，首先我們需要比較 2 個(gè)參數(shù)數(shù)組長(zhǎng)度應(yīng)該是一樣的，不一樣，我們就直接返回 never。如下所示:

type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = CompareLength<T, U> extends true ? any : never;

ps: 以上包括后面用 any 表示我們還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，起一個(gè)占位符作用，方便我們理解實(shí)現(xiàn)思路。

緊接著第二步，我們需要判斷是否是空數(shù)組，只需要判斷其中一個(gè)即可，因?yàn)槲覀円呀?jīng)判斷了兩個(gè)數(shù)組長(zhǎng)度是否相等，如果其中一個(gè)是空數(shù)組，那么另一個(gè)必定也是空數(shù)組，如果是空數(shù)組，直接返回結(jié)果即可，此時(shí)默認(rèn)值就是空對(duì)象，直接返回結(jié)果也合理，代碼如下:

type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = CompareLength<T, U> extends true ? (T extends [] ? R : any) : never;

接下來(lái)第三步，我們還需要做判斷，那就是如果 2 個(gè)數(shù)組都只有一個(gè)數(shù)組項(xiàng)，那么我們只需要將第一個(gè)數(shù)組項(xiàng)提取出來(lái)，這里當(dāng)然是使用 infer 關(guān)鍵字來(lái)推導(dǎo)數(shù)組項(xiàng)，然后使用 Callback 類型構(gòu)造成接口并與 R 結(jié)果取并集即可。代碼如下所示:

type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = CompareLength<T, U> extends true
  ? T extends []
    ? R
    : T extends [infer F1]
    ? U extends [infer F2]
      ? R & Callback<F1, F2>
      : never
    : any
  : never;

第四步就是如果數(shù)組有多個(gè)數(shù)組項(xiàng)，則我們需要遞歸的取并集。代碼如下所示:

type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = CompareLength<T, U> extends true
  ? T extends []
    ? R
    : T extends [infer F1]
    ? U extends [infer F2]
      ? R & Callback<F1, F2>
      : never
    : T extends [infer F1, ...infer T1]
    ? U extends [infer F2, ...infer T2]
      ? Zip<T1, T2, R & Callback<F1, F2>>
      : never
    : never
  : never;

雖然這個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)代碼比較長(zhǎng)，但其實(shí)我們逐一拆分下來(lái)理解起來(lái)還是比較容易的。

實(shí)現(xiàn) Mapping 類型

有了前面幾個(gè)類型的實(shí)現(xiàn)，最終我們就可以解答這道題了，我們只需要將 2 個(gè)聯(lián)合類型構(gòu)造成 2 個(gè)數(shù)組，然后使用 Zip 類型將 2 個(gè)類型組成的數(shù)組轉(zhuǎn)成接口即可，代碼如下:

type Mapping<T extends Union, Value extends string> = Zip<
  UnionToArray<T>,
  UnionToArray<Value>
>;

以上代碼很好理解，我們將 2 個(gè)聯(lián)合類型使用 UnionToArray 構(gòu)造成 2 個(gè)類型數(shù)組，然后使用 Zip 類型構(gòu)造成接口。

優(yōu)化

不過(guò)以上代碼的實(shí)現(xiàn)還不算完美，因?yàn)槲覀冏罱K的結(jié)果是使用 Record 類型展示的，并不直觀，因此最后一步，我們還需要將 Record 類型轉(zhuǎn)成可以直觀看到的接口類型，很簡(jiǎn)單，只需要讀取每一個(gè)接口屬性即可，和 Record 類型實(shí)現(xiàn)原理很類似。代碼如下:

type ToObj<T> = {
  [K in keyof T]: T[K];
};

最終實(shí)現(xiàn)版本

將優(yōu)化后的代碼與前面的實(shí)現(xiàn)合并，就得到了我們的最終實(shí)現(xiàn)，代碼如下:

type Mapping<T extends Union, Value extends string> = ToObj<
  Zip<UnionToArray<T>, UnionToArray<Value>>
>;

下面，我們將以上所有實(shí)現(xiàn)代碼整理到一起，代碼如下:

// 第一步
type UnionToIntersection<U> = (U extends any ? (k: U) => void : never) extends (
  k: infer I
) => void
  ? I
  : never;
// 第二步
type UnionToOvlds<U> = UnionToIntersection<
  U extends any ? (f: U) => void : never
>;
// 第三步
type PopUnion<U> = UnionToOvlds<U> extends (f: infer A) => void ? A : never;
// 第四步
type IsUnion<T> = [T] extends [UnionToIntersection<T>] ? false : true;
// 第五步
type UnionToArray<T, A extends unknown[] = []> = IsUnion<T> extends true
  ? UnionToArray<Exclude<T, PopUnion<T>>, [PopUnion<T>, ...A]>
  : [T, ...A];
// 第六步
type Length<T extends ReadonlyArray<any>> = T extends { length: infer L }
  ? L
  : never;
// 第七步
type CompareLength<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>
> = Length<T> extends Length<U> ? true : false;
// 第八步
type Callback<T, U> = T extends PropertyKey
  ? U extends PropertyKey
    ? Record<T, U>
    : never
  : never;
// 第九步
type Zip<
  T extends ReadonlyArray<any>,
  U extends ReadonlyArray<any>,
  R extends Record<string, any> = {}
> = CompareLength<T, U> extends true
  ? T extends []
    ? R
    : T extends [infer F1]
    ? U extends [infer F2]
      ? R & Callback<F1, F2>
      : never
    : T extends [infer F1, ...infer T1]
    ? U extends [infer F2, ...infer T2]
      ? Zip<T1, T2, R & Callback<F1, F2>>
      : never
    : never
  : never;
// 第十步
type ToObj<T> = {
  [K in keyof T]: T[K];
};
// 最終
type Mapping<T extends Union, Value extends string> = ToObj<
  Zip<UnionToArray<T>, UnionToArray<Value>>
>;