TypeScript 类型编程

一、实现一个 subType 函数，参数只接受对象的子对象

type T = {
  name: string
  age: number
}

function subType<K extends keyof T>(args: Pick<T, K>) {}

subType({ name: 'tom' })
subType({ name: 'tom', age: 10 })
subType({ name: 'tom', age: 10, gender: 'male' }) // 报错 对象文字可以只指定已知属性，并且“gender”不在类型“Pick<T, keyof T>”中

实现思路：

1. 因为 keyof T = 'name' | 'age'， K 是 keyof T 的子类型，可能为 'name' | 'age' | ('name' | 'age')

2. 所以 Pick<T, K> 类型为 { name: string } | { age: number} | { name: string, age: number}

二、下划线字符串转驼峰式

实现一个泛型 Underscore，对于给定的下划线形式的字符串类型 T，返回驼峰形式的类型 G

type Underscore<T extends string> = T extends `${infer L}_${infer R}` ? `${L}${Underscore<Capitalize<R>>}` : T

type Result = Underscore<'hello_world_with_types'> // Result 的类型为 'helloWorldWithTypes'

实现思路：模板字符串类型 + 递归类型

三、链式调用

declare const a: Chainable // 完善 Chainable 类型
const result = a.option('foo', 123).option('bar', { value: 'Hello World' }).option('name', 'type-challenges').get()

// result
type res = typeof result
// 期望res的类型和Expected相似
type Expected = {
  foo: number
  bar: {
    value: string
  }
  name: string
}

因为 option 方法始终返回对象本身

type Chainable<T = {}> = {
  option<K extends string, V>(key: K, value: V): Chainable<{ [Key in keyof T | K]: Key extends keyof T ? T[Key] : V }>
  get(): T
}

四、对 Readonly 工具类型进行扩展

TypeScript 提供了 Readonly 工具类型，可以把泛型 T 的所有属性设为 readonly：

type Readonly<T> = { readonly [key in keyof T]: T[key] }

1、实现一个通用的 PartialReadonly<T, K>

它有两个类型参数 T 和 K，K 指定应设置为 T 的属性集。如果未提供 K，则应使所有属性都变为只读，就像普通的 Readonly<T> 一样。

type PartialReadonly<T, K extends keyof T = keyof T> = { readonly [key in K]: T[key] } & { [key in Exclude<keyof T, K>]: T[key] }

2、实现一个通用的 DeepReadonly<T>

它将泛型 T 的每个属性机器子类型递归设置为只读。

type DeepReadonly<T> = T extends Record<string, any> ? { readonly [key in keyof T]: DeepReadonly<T[key]> } : T

五、扩展 keyof 实现一个通用的 DeepKeyOf<T>

泛型 T 是一个任意的 interface，输出是它的各级 key 连接以后的一个 union。

例如：

interface X {
  x: {
    a: number
    b: string
  }
  y: string
}

// 期望得到："x" | "y" | "x.a" | "x.b"

实现：

type DeepKeyOf<T> = T extends Record<string, any>
  ? {
      [key in keyof T]: key extends string ? key | `${key & string}.${DeepKeyOf<T[key]>}` : never
    }[keyof T]
  : never

涉及 never 类型的一些特性

1. never 类型是所有类型的子类型，所以 union 类型中，never 会被忽略。

type A = string | number | never // 类型 A 为 string | number

1. 如果模板字符串的输入中出现了 never，会导致整个字符串变成 never

type A = 'name' | 'age' // 类型 A 为 string | number
type B = never
type key = `get${A}` // key 为 "getname" | "getage"
type key1 = `get${B}` // key1 为 never

六、运用类型编程实现数字累加

例如：

type Result = Sum<3> // 期望 Result 的类型为 6，即1 + 2 + 3 = 6

列一下涉及的知识点：

1. 数组类型可以使用 length 属性，例如 type L = [1,2,3]["length"] 此时类型 L 为 3

2. 数组类型可以使用展开运算符，例如 type A = [...[1], ...[2]] 此时类型 A 为元组 [1,2]

3. TypeScript v4.1 新增递归条件类型

拆解一下数字累加

1. 实现计数功能

利用递归构造一个循环往空数组里添加单个类型，直到数组的长度跟计数的数字相等，返回构造完成的元组

泛型参数详解：

• N：number，计数值

• T：需要补充进元组的类型

• R：递归循环计数完成后的元组结果

type Count<N extends number, T = any, R extends any[] = []> = R['length'] extends N ? R : Count<N, T, [...R, T]>

type Example1 = Count<3> // Example1 的类型为元组 [any, any, any]
type Example2 = Count<5, number> // Example2 的类型为元组 [number, number, number, number, number]

2. 在可以计数的基础上实现两个数字的加法相加

type Add<A extends number, B extends number> = [...Count<A>, ...Count<B>]['length']

type Example1 = Add<2, 3> // Example1 类型为 5
type Example2 = Add<5, 3> // Example1 类型为 8

3. 在两个数字相加的基础上实现数字累加

泛型参数详解：

• I： 表示索引 index 的计数元组

• R： 表示每次循环中间结果 result 的计数元组

type Sum<N extends number, I extends any[] = [], R extends any[] = []> = I['length'] extends N ? Add<R['length'], N> : Sum<N, [...I, 0], [...R, ...I]>

type Result = Sum<3> // Result 类型为 6，即1 + 2 + 3 = 6
type Result1 = Sum<10> // Result 类型为 55

做加法运算的时候怎么保证只接收正整数

type NonNegativeInteger<T extends number> = number extends T ? never : `${T}` extends `-${string}` | `${string}.${string}` ? never : T

const number1: NonNegativeInteger<6> = 6 // success
const number2: NonNegativeInteger<-1> = -1 // error -1 不能分配给 never

// 如果 A 或 B 有一个不符合正整数的类型要求，Add 的类型就是 never
type Add<A extends number, B extends number> = NonNegativeInteger<A> extends never ? never : NonNegativeInteger<B> extends never ? never : [...Count<A>, ...Count<B>]['length']

七、斐波那契数列

泛型参数详解：

• P：pre，是前一个数值的计数元组

• C：current，是当前数值的计数元组

• I：index，迭代循环索引

// 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144
type fibnacci<T extends number, P extends any[] = [], C extends any[] = [0], I extends any[] = [0]> = T extends 0
  ? 0
  : I['length'] extends T
  ? C['length']
  : fibnacci<T, C, [...P, ...C], [...I, 0]>

type A = fibnacci<6> // A 的类型为 8
type B = fibnacci<12> // B 的类型为 144

八、二进制数组转化成十进制整数

例如一个二进制数 1100，转换成十进制后是 12

泛型参数详解：

• B: binary，即二进制数组，例如二进制数是 1100，B 就为 [0, 0, 1, 1]

• I: index, 递归循环的索引，如果 I 数组的长度跟 B 数组的长度一致，代表循环结束

• V： value，当前数组索引的计数，例如第 0 位是 2^0 为 [0], 2^2 为 [0,0,0,0]

• R: result, 最后结果计数

type FromBinary<B extends (0 | 1)[], I extends any[] = [], V extends any[] = [0], R extends any[] = []> = I['length'] extends B['length']
  ? R['length']
  : FromBinary<B, [...I, 0], [...V, ...V], B[I['length']] extends 0 ? R : [...R, ...V]>

type result = FromBinary<[0, 0, 1, 1]> // result 的类型为 12

九、操作函数的参数和返回值类型

实现一个泛型ChangeArgument<F extends (...args: any) => any>，对于给定的函数类型F，返回一个新的函数 G。G的参数类型为 F 参数类型减去第一项 First，G 的返回类型为 F 的返回类型在末尾加上类型为 First 的值。

例如：

type Fn = (a: number, b: string) => [number]
type Result = ChangeArgument<Fn>
// 期望Result是 (a: number) => [number, string]
type Fn1 = () => [number]
type Result1 = ChangeArgument<Fn>
// 期望Result1是 () => [number]

1、获取函数参数类型第一项 First 的类型

type FirstArgument<F extends (...args: any[]) => any[]> = Parameters<F>['length'] extends 0 ? never : Parameters<F>[0]

2、获取函数参数类型第一项除外的剩余参数类型

type RestArgument<F extends (...args: any[]) => any[]> = F extends (first: any, ...rest: infer R) => any ? R : never

3、实现函数参数和返回值类型的变换

type ChangeArgument<F extends (...args: any[]) => any[]> = Parameters<F>['length'] extends 0 ? F : (...args: RestArgument<F>) => [...ReturnType<F>, FirstArgument<F>]

如果传入泛型的函数类型没有参数值，直接返回。

十、把联合类型转化成元组

1. 实现把联合类型转化成交叉类型

在 TS 严格模式下，函数的参数是逆变的，利用这个特性可以实现把联合类型转化成交叉类型。

type UnionToIntersection<T> = (T extends any ? (args: T) => any : never) extends (args: infer R) => any ? R : never

详解：以 UnionToIntersection<'a' | 'b> 为例

1. T extends any 利用了 extends 的 distribute 特性。因为任何类型都 extends any，所以第一步就会转化为：

((args: 'a') => any | (args: 'b') => any) extends (args: infer R) => any ? R : never

1. 如果在 extends 中使用 infer。对于给定的 infer 类型变量 V，如果有候选类型是从协变的位置上推断出来的，那么 V 的类型是那些候选类型的联合类型。反之，如果有候选类型是从逆变的位置上推断出来的，那么 V 的类型是那些候选类型的交叉类型。否则 V 的类型是 never。官方文档

// 继续转化
((args: 'a') => any extends (args: infer R) => any ? R : never) | ((args: 'b') => any extends (args: infer R) => any ? R : never)

// R 是从一个逆变位置 inferred，即最后结果 'a' 和 'b' 交叉类型
'a' & 'b'

2. 利用多个函数的交叉类型是函数重载获取联合类型的最后一项

type LastInUnion<T> = UnionToIntersection<T extends any ? (args: T) => any : never> extends (args: infer R) => any ? R : never

LastInUnion 是如何获取联合类型的最后一项的？

以 LastInUnion<'a' | 'b'> 为例：

先看第一部分，UnionToIntersection<T extends any ? (args: T) => any : never> 转化后

((args: (args: 'a') => any) => any | (args: (args: 'b') => any) => any) extends (args: infer R) => any ? R : never
// 联合类型转化成了交叉类型
(args: 'a') => any & (args: 'b') => any

在 TS 中，多个函数类型的交叉类型被理解为函数重载，获取重载类型的返回类型会获得最后一项的类型

所以，第二部分转化为

((args: 'a') => any & (args: 'b') => any) extends (args: infer R) => any ? R : never

// 即
(args: 'b') => any extends (args: infer R) => any ? R : never

得到联合类型 'a' | 'b' 的最后一项为 'b'

3. 基于 LastInUnion 实现把联合类型转化为元组

type UnionToTuple<T> = [T] extends [never] ? [] : [...UnionToTuple<Exclude<T, LastInUnion<T>>>, LastInUnion<T>]

上面的类型写法要注意为什么是 [T] extends [never] 而不是 T extends never？点击查看详解

一些类型编程练习

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