TypeScript 2.1中的类型运算 & 一个递归的Readonly泛型

去年12月的 TypeScript 2.1 中加入了 keyof / Lookup Types / Mapped Types 等 (编译期的) 类型运算特性。
本文将介绍这些特性，并用这些特性实现一个 "递归的Readonly" 泛型。

新特性的介绍

keyof

keyof T 返回一个类型，这个类型是一个 string literal 的 union，内容是T中全部的属性名 (key)。

例: keyof { a: 1, b: 2 } 获得的类型是 "a" | "b"

Lookup Types / 查找类型

[] 的类型版。

T[K] 返回 (类型T中以K为属性名的值) 的类型。K 必须是 keyof T 的子集，能够是一个字符串字面量。

const a = { k1: 1, k2: "v2" };

// tv1 为number
type tv1 = (typeof a)["k1"];

// tv2 为string
type tv2 = (typeof a)["k2"];

// tv$ 为 (number|string): 属性名的并集对应到了属性值的类型的并集
type tv$ = (typeof a)["k1" | "k2"];

// 以上的括号不是必需的: typeof 优先级更高

// 也能够用于获取内置类型 (string 或 string[]) 上的方法的类型

// (pos: number) => string
type t_charAt = string["charAt"];  

// (...items: string[]) => number
type t_push = string[]["push"];

Mapped Types / 映射类型

咱们能够在类型定义中引用其余类型的 (部分或所有) 属性，并对其进行运算，用运算结果定义出新的类型 (Mapped Type)。即"把旧类型的属性 map (映射) 成新类型的属性"，能够比做 list comprehension (把旧 list 的成员 map 成新 list 的成员) 的类型属性版。

引用哪些属性一样是经过一个 string literal 的 union 来定义的。这个union必须是 keyof 旧类型 的子集，能够是一个或多个 string literal，也能够是keyof的返回值 (即映射所有属性)。

interface A {
    k1: string;
    k2: string;
    k3: number;
}

// 从A中取一部分属性，类型不变 (A[P] 是上面讲的查找类型)
// 结果: type A_var1 = { k1: string, k3: number }
type A_var1 = {
    [P in "k1" | "k3"]: A[P];
}

// 从A中取全部属性， 类型改成number
// 结果: type A_var1 = { k1: number, k2: number, k3: number }
// **注意** keyof / Mapped type / 泛型一块儿使用时有一些特殊规则。建议读一下最后一部分 "DeepReadonly 是怎样展开的"
type A_var2 = {
    [P in keyof A]: number;
}

// 从A中取全部属性， 类型改成相应的Promise (TS 2.1 release note中的Deferred是这个的泛型版)
type A_var3 = {
    [P in keyof A]: Promise<A[P]>;
}

新特性的例子: Readonly

使用上面介绍的新特性能够定义出一些可用做 类型的 decorator 的泛型，好比下面的 Readonly (已经在TS2.1标准库中):

/**
 * Make all properties in T readonly
 */
type Readonly<T> = {
    readonly [P in keyof T]: T[P];
};

interface A {
    k1: string;
    k2: string;
    k3: number;
}

/**
 类型运算的结果为
type A_ro = {
    readonly k1: string;
    readonly k2: string;
    readonly k3: number;
}
 */
type A_ro = Readonly<A>;

利用这些类型运算，咱们能够表达出更复杂的编译期约束，十分适合 (须要和无限的类型一块儿工做的) 的代码或库。好比 Release note 中还提到的Partial / Pick / Record 等类型。

Readonly的强化版: DeepReadonly

前面提到的 Readonly 只限制属性只读，不会把属性的属性也变成只读:

const v = { k1: 1, k2: { k21: 2 } };

const v_ro = v as Readonly<typeof v>;

// 属性: 不可赋值
v_ro.k1 = 2; 
// 属性的属性: 能够赋值
v_ro.k2.k21 = 3;

咱们能够写一个DeepReadonly，实现递归的只读:

type DeepReadonly<T> = {
    readonly [P in keyof T]: DeepReadonly<T[P]>;
};

const v_deep_ro = v as any as DeepReadonly<typeof v>;
// 属性: 不可赋值
v_deep_ro.k1 = 2;
// 属性的属性: 也不可赋值
v_deep_ro.k2.k21 = 3;

DeepReadonly 是怎样展开的

(这个话题是 @vilicvane 帮我审稿时提到的。我又翻了一下 相关的 issue 后以为满有意思... 就一块儿加进来了。不读这个在大多数状况下应该不影响使用。)

背景: 若是 A 是泛型的类型参数 (好比 T<A>)，则称形如 { [P in keyof A]: (类型表达式) } 的映射类型为 A 的 同构 (isomorphic) 类型。这样的类型含有和 A 相同的属性名，即相同的"形状"。在展开 T<A> 时有以下的附加规则:

1. 基本类型 (string | number | boolean | undefined | null) 的同构类型强行定义为其自己，即跳过了对值类型的运算

2. union 类型 (如 type A = A1 | A2) 的同构类型 T<A> 展开为 T<A1> | T<A2>

因此上面的 DeepReadonly<typeof v>的 (概念上) 展开过程是这样的 :

type T_DeepRO = DeepReadonly<{ k1: number; k2: { k21: number } }>

↓

type T_DeepRO = {
    readonly k1: number;
    readonly k2: DeepReadonly<{ k21: number }>;
}

↓

type T_DeepRO = {
    readonly k1: number;
    readonly k2: {
        readonly k21: DeepReadonly<number>;
    }
}

↓ (规则1)

type T_DeepRO = {
    readonly k1: number;
    readonly k2: {
        readonly k21: number;
    }
}

(规则1有时会致使一些不直观的结果，不过大多数状况下咱们不是想要基本类型的同构类型，到此中止展开能够接受)