TypeScript 的类型工具

typescript

用来方便地处理各种类型，以及生成新的类型

TypeScript 类型工具

TypeScript 提供了一些内置的类型工具，用来方便地处理各种类型，以及生成新的类型。

这些类型工具都是语言本身提供的，可以直接使用。

Awaited<Type>

Awaited<Type>用来取出 Promise 的返回值类型，适合用在描述then()方法和 await 命令的参数类型。

// string
type A = Awaited<Promise<string>>;

上面示例中，Awaited<Type>会返回 Promise 的返回值类型（string）。

它也可以返回多重 Promise 的返回值类型。

// number
type B = Awaited<Promise<Promise<number>>>;

如果它的类型参数不是 Promise 类型，那么就会原样返回。

// number | boolean
type C = Awaited<boolean | Promise<number>>;

上面示例中，类型参数是一个联合类型，其中的boolean会原样返回，所以最终返回的是number|boolean。

Awaited<Type>的实现如下。

type Awaited<T> =
  T extends null | undefined ? T :
  T extends object & {
    then(
      onfulfilled: infer F,
      ...args: infer _
    ): any;
  } ? F extends (
    value: infer V,
    ...args: infer _
  ) => any ? Awaited<V> : never:
  T;

ConstructorParameters<Type>

ConstructorParameters<Type>提取构造方法Type的参数类型，组成一个元组类型返回。

type T1 = ConstructorParameters<
  new (x: string, y: number) => object
>; // [x: string, y: number]
 
type T2 = ConstructorParameters<
  new (x?: string) => object
>; // [x?: string | undefined]

它可以返回一些内置构造方法的参数类型。

type T1 = ConstructorParameters<
  ErrorConstructor
>; // [message?: string]
 
type T2 = ConstructorParameters<
  FunctionConstructor
>; // string[]
 
type T3 = ConstructorParameters<
  RegExpConstructor
>; // [pattern:string|RegExp, flags?:string]

如果参数类型不是构造方法，就会报错。

type T1 = ConstructorParameters<string>; // 报错
 
type T2 = ConstructorParameters<Function>; // 报错

any类型和never类型是两个特殊值，分别返回unknown[]和never。

type T1 = ConstructorParameters<any>;  // unknown[]
 
type T2 = ConstructorParameters<never>; // never

ConstructorParameters<Type>的实现如下。

type ConstructorParameters<
  T extends abstract new (...args: any) => any
> = T extends abstract new (...args: infer P) 
  => any ? P : never

Exclude<UnionType, ExcludedMembers>

Exclude<UnionType, ExcludedMembers>用来从联合类型UnionType里面，删除某些类型ExcludedMembers，组成一个新的类型返回。

type T1 = Exclude<'a'|'b'|'c', 'a'>; // 'b'|'c'
type T2 = Exclude<'a'|'b'|'c', 'a'|'b'>; // 'c'
type T3 = Exclude<string|(() => void), Function>; // string
type T4 = Exclude<string | string[], any[]>; // string
type T5 = Exclude<(() => void) | null, Function>; // null
type T6 = Exclude<200 | 400, 200 | 201>; // 400
type T7 = Exclude<number, boolean>; // number

Exclude<UnionType, ExcludedMembers>的实现如下。

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

上面代码中，等号右边的部分，表示先判断T是否兼容U，如果是的就返回never类型，否则返回当前类型T。由于never类型是任何其他类型的子类型，它跟其他类型组成联合类型时，可以直接将never类型从联合类型中“消掉”，因此Exclude<T, U>就相当于删除兼容的类型，剩下不兼容的类型。

Extract<Type, Union>

Extract<UnionType, Union>用来从联合类型UnionType之中，提取指定类型Union，组成一个新类型返回。它与Exclude<T, U>正好相反。

type T1 = Extract<'a'|'b'|'c', 'a'>; // 'a'
type T2 = Extract<'a'|'b'|'c', 'a'|'b'>; // 'a'|'b'
type T3 = Extract<'a'|'b'|'c', 'a'|'d'>; // 'a'
type T4 = Extract<string | string[], any[]>; // string[]
type T5 = Extract<(() => void) | null, Function>; // () => void
type T6 = Extract<200 | 400, 200 | 201>; // 200

如果参数类型Union不包含在联合类型UnionType之中，则返回never类型。

type T = Extract<string|number, boolean>; // never

Extract<UnionType, Union>的实现如下。

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

InstanceType<Type>

InstanceType<Type>提取构造函数的返回值的类型（即实例类型），参数Type是一个构造函数，等同于构造函数的ReturnType<Type>。

type T = InstanceType<
  new () => object
>; // object

上面示例中，类型参数是一个构造函数new () => object，返回值是该构造函数的实例类型（object）。

下面是一些例子。

type A = InstanceType<ErrorConstructor>; // Error
type B = InstanceType<FunctionConstructor>; // Function
type C = InstanceType<RegExpConstructor>; // RegExp

上面示例中，InstanceType<T>的参数都是 TypeScript 内置的原生对象的构造函数类型，InstanceType<T>的返回值就是这些构造函数的实例类型。

由于 Class 作为类型，代表实例类型。要获取它的构造方法，必须把它当成值，然后用typeof运算符获取它的构造方法类型。

class C {
  x = 0;
  y = 0;
}
 
type T = InstanceType<typeof C>; // C

上面示例中，typeof C是C的构造方法类型，然后 InstanceType 就能获得实例类型，即C本身。

如果类型参数不是构造方法，就会报错。

type T1 = InstanceType<string>; // 报错
 
type T2 = InstanceType<Function>; // 报错

如果类型参数是any或never两个特殊值，分别返回any和never。

type T1 = InstanceType<any>; // any
 
type T2 = InstanceType<never>; // never

InstanceType<Type>的实现如下。

type InstanceType<
  T extends abstract new (...args:any) => any
> = T extends abstract new (...args: any) => infer R ? R :
  any;

NonNullable<Type>

NonNullable<Type>用来从联合类型Type删除null类型和undefined类型，组成一个新类型返回，也就是返回Type的非空类型版本。

// string|number
type T1 = NonNullable<string|number|undefined>;
 
// string[]
type T2 = NonNullable<string[]|null|undefined>;
 
type T3 = NonNullable<boolean>; // boolean
type T4 = NonNullable<number|null>; // number
type T5 = NonNullable<string|undefined>; // string
type T6 = NonNullable<null|undefined>; // never

NonNullable<Type>的实现如下。

type NonNullable<T> = T & {}

上面代码中，T & {}等同于求T & Object的交叉类型。由于 TypeScript 的非空值都属于Object的子类型，所以会返回自身；而null和undefined不属于Object，会返回never类型。

Omit<Type, Keys>

Omit<Type, Keys>用来从对象类型Type中，删除指定的属性Keys，组成一个新的对象类型返回。

interface A {
  x: number;
  y: number;
}
 
type T1 = Omit<A, 'x'>;       // { y: number }
type T2 = Omit<A, 'y'>;       // { x: number }
type T3 = Omit<A, 'x' | 'y'>; // { }

上面示例中，Omit<Type, Keys>从对象类型A里面删除指定属性，返回剩下的属性。

指定删除的键名Keys可以是对象类型Type中不存在的属性，但必须兼容string|number|symbol。

interface A {
  x: number;
  y: number;
}
 
type T = Omit<A, 'z'>; // { x: number; y: number }

上面示例中，对象类型A中不存在属性z，所以就原样返回了。

Omit<Type, Keys>的实现如下。

type Omit<T, K extends keyof any> 
  = Pick<T, Exclude<keyof T, K>>;

OmitThisParameter<Type>

OmitThisParameter<Type>从函数类型中移除 this 参数。

function toHex(this: Number) {
  return this.toString(16);
}
 
type T = OmitThisParameter<typeof toHex>; // () => string

上面示例中，OmitThisParameter<T>给出了函数toHex()的类型，并将其中的this参数删除。

如果函数没有 this 参数，则返回原始函数类型。

OmitThisParameter<Type>的实现如下。

type OmitThisParameter<T> =
  unknown extends ThisParameterType<T> ? T :
  T extends (...args: infer A) => infer R ?
  (...args: A) => R : T;

Parameters<Type>

Parameters<Type>从函数类型Type里面提取参数类型，组成一个元组返回。

type T1 = Parameters<() => string>; // []
 
type T2 = Parameters<(s:string) => void>; // [s:string]
 
type T3 = Parameters<<T>(arg: T) => T>;    // [arg: unknown]
 
type T4 = Parameters<
  (x:{ a: number; b: string }) => void
>; // [x: { a: number, b: string }]
 
type T5 = Parameters<
  (a:number, b:number) => number
>; // [a:number, b:number]

上面示例中，Parameters<Type>的返回值会包括函数的参数名，这一点需要注意。

如果参数类型Type不是带有参数的函数形式，会报错。

// 报错
type T1 = Parameters<string>;
 
// 报错
type T2 = Parameters<Function>;

由于any和never是两个特殊值，会返回unknown[]和never。

type T1 = Parameters<any>; // unknown[]
 
type T2 = Parameters<never>; // never

Parameters<Type>主要用于从外部模块提供的函数类型中，获取参数类型。

interface SecretName {
  first: string;
  last: string;
}
 
interface SecretSanta {
  name: SecretName;
  gift: string;
}
 
export function getGift(
  name: SecretName,
  gift: string
): SecretSanta {
 // ...
}

上面示例中，模块只输出了函数getGift()，没有输出参数SecretName和返回值SecretSanta。这时就可以通过Parameters<T>和ReturnType<T>拿到这两个接口类型。

type ParaT = Parameters<typeof getGift>[0]; // SecretName
 
type ReturnT = ReturnType<typeof getGift>; // SecretSanta

Parameters<Type>的实现如下。

type Parameters<T extends (...args: any) => any> = 
  T extends (...args: infer P)
  => any ? P : never

Partial<Type>

Partial<Type>返回一个新类型，将参数类型Type的所有属性变为可选属性。

interface A {
  x: number;
  y: number;
}
 
type T = Partial<A>; // { x?: number; y?: number; }

Partial<Type>的实现如下。

type Partial<T> = {
  [P in keyof T]?: T[P];
};

Pick<Type, Keys>

Pick<Type, Keys>返回一个新的对象类型，第一个参数Type是一个对象类型，第二个参数Keys是Type里面被选定的键名。

interface A {
  x: number;
  y: number;
}
 
type T1 = Pick<A, 'x'>; // { x: number }
type T2 = Pick<A, 'y'>; // { y: number }
type T3 = Pick<A, 'x'|'y'>;  // { x: number; y: number }

上面示例中，Pick<Type, Keys>会从对象类型A里面挑出指定的键名，组成一个新的对象类型。

指定的键名Keys必须是对象键名Type里面已经存在的键名，否则会报错。

interface A {
  x: number;
  y: number;
}
 
type T = Pick<A, 'z'>; // 报错

上面示例中，对象类型A不存在键名z，所以报错了。

Pick<Type, Keys>的实现如下。

type Pick<T, K extends keyof T> = {
  [P in K]: T[P];
};

Readonly<Type>

Readonly<Type>返回一个新类型，将参数类型Type的所有属性变为只读属性。

interface A {
  x: number;
  y?: number;
}
 
// { readonly x: number; readonly y?: number; }
type T = Readonly<A>;

上面示例中，y是可选属性，Readonly<Type>不会改变这一点，只会让y变成只读。

Readonly<Type>的实现如下。

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

我们可以自定义类型工具Mutable<Type>，将参数类型的所有属性变成可变属性。

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

上面代码中，-readonly表示去除属性的只读标志。

相应地，+readonly就表示增加只读标志，等同于readonly。因此，Readonly<Type>的实现也可以写成下面这样。

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

Readonly<Type>可以与Partial<Type>结合使用，将所有属性变成只读的可选属性。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
}
 
const worker: Readonly<Partial<Person>>
  = { name: '张三' };
 
worker.name = '李四'; // 报错

Record<Keys, Type>

Record<Keys, Type>返回一个对象类型，参数Keys用作键名，参数Type用作键值类型。

// { a: number }
type T = Record<'a', number>;

上面示例中，Record<Keys, Type>的第一个参数a，用作对象的键名，第二个参数number是a的键值类型。

参数Keys可以是联合类型，这时会依次展开为多个键。

// { a: number, b: number }
type T = Record<'a'|'b', number>;

上面示例中，第一个参数是联合类型'a'|'b'，展开成两个键名a和b。

如果参数Type是联合类型，就表明键值是联合类型。

// { a: number|string }
type T = Record<'a', number|string>;

参数Keys的类型必须兼容string|number|symbol，否则不能用作键名，会报错。

Record<Keys, Type>的实现如下。

type Record<K extends string|number|symbol, T>
  = { [P in K]: T; }

Required<Type>

Required<Type>返回一个新类型，将参数类型Type的所有属性变为必选属性。它与Partial<Type>的作用正好相反。

interface A {
  x?: number;
  y: number;
}
 
type T = Required<A>; // { x: number; y: number; }

Required<Type>的实现如下。

type Required<T> = {
  [P in keyof T]-?: T[P];
};

上面代码中，符号-?表示去除可选属性的“问号”，使其变成必选属性。

相对应地，符号+?表示增加可选属性的“问号”，等同于?。因此，前面的Partial<Type>的定义也可以写成下面这样。

type Partial<T> = {
  [P in keyof T]+?: T[P];
};

ReadonlyArray<Type>

ReadonlyArray<Type>用来生成一个只读数组类型，类型参数Type表示数组成员的类型。

const values: ReadonlyArray<string> 
  = ['a', 'b', 'c'];
 
values[0] = 'x'; // 报错
values.push('x'); // 报错
values.pop(); // 报错
values.splice(1, 1); // 报错

上面示例中，变量values的类型是一个只读数组，所以修改成员会报错，并且那些会修改源数组的方法push()、pop()、splice()等都不存在。

ReadonlyArray<Type>的实现如下。

interface ReadonlyArray<T> {
  readonly length: number;
 
  readonly [n: number]: T;
 
  // ...
}

ReturnType<Type>

ReturnType<Type>提取函数类型Type的返回值类型，作为一个新类型返回。

type T1 = ReturnType<() => string>; // string
 
type T2 = ReturnType<() => {
  a: string; b: number
}>; // { a: string; b: number }
 
type T3 = ReturnType<(s:string) => void>; // void
 
type T4 = ReturnType<() => () => any[]>; // () => any[]
 
type T5 = ReturnType<typeof Math.random>; // number
 
type T6 = ReturnType<typeof Array.isArray>; // boolean

如果参数类型是泛型函数，返回值取决于泛型类型。如果泛型不带有限制条件，就会返回unknown。

type T1 = ReturnType<<T>() => T>; // unknown
 
type T2 = ReturnType<
  <T extends U, U extends number[]>() => T
>; // number[]

如果类型不是函数，会报错。

type T1 = ReturnType<boolean>; // 报错
 
type T2 = ReturnType<Function>; // 报错

any和never是两个特殊值，分别返回any和never。

type T1 = ReturnType<any>; // any
 
type T2 = ReturnType<never>; // never

ReturnType<Type>的实现如下。

type ReturnType<
  T extends (...args: any) => any
> =
  T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

ThisParameterType<Type>

ThisParameterType<Type>提取函数类型中this参数的类型。

function toHex(this:number) {
  return this.toString(16);
}
 
type T = ThisParameterType<typeof toHex>; // number

如果函数没有this参数，则返回unknown。

ThisParameterType<Type>的实现如下。

type ThisParameterType<T> =
  T extends (
    this: infer U,
    ...args: never
  ) => any ? U : unknown;

ThisType<Type>

ThisType<Type>不返回类型，只用来跟其他类型组成交叉类型，用来提示 TypeScript 其他类型里面的this的类型。

interface HelperThisValue {
  logError: (error:string) => void;
}
 
let helperFunctions:
  { [name: string]: Function } &
  ThisType<HelperThisValue>
= {
  hello: function() {
    this.logError("Error: Something wrong!"); // 正确
    this.update(); // 报错
  }
}

上面示例中，变量helperFunctions的类型是一个正常的对象类型与ThisType<HelperThisValue>组成的交叉类型。

这里的ThisType的作用是提示 TypeScript，变量helperFunctions的this应该满足HelperThisValue的条件。所以，this.logError()可以正确调用，而this.update()会报错，因为HelperThisValue里面没有这个方法。

注意，使用这个类型工具时，必须打开noImplicitThis设置。

下面是另一个例子。

let obj: ThisType<{ x: number }> &
  { getX: () => number };
 
obj = {
  getX() {
    return this.x + this.y; // 报错
  },
};

上面示例中，getX()里面的this.y会报错，因为根据ThisType<{ x: number }>，这个对象的this不包含属性y。

ThisType<Type>的实现就是一个空接口。

interface ThisType<T> { }

字符串类型工具

TypeScript 内置了四个字符串类型工具，专门用来操作字符串类型。这四个工具类型都定义在 TypeScript 自带的.d.ts文件里面。

它们的实现都是在底层调用 JavaScript 引擎提供 JavaScript 字符操作方法。

Uppercase<StringType>

Uppercase<StringType>将字符串类型的每个字符转为大写。

type A = 'hello';
 
// "HELLO"
type B = Uppercase<A>;

上面示例中，Uppercase<T>将 hello 转为 HELLO。

Lowercase<StringType>

Lowercase<StringType>将字符串的每个字符转为小写。

type A = 'HELLO';
 
// "hello"
type B = Lowercase<A>;

上面示例中，Lowercase<T>将 HELLO 转为 hello。

Capitalize<StringType>

Capitalize<StringType>将字符串的第一个字符转为大写。

type A = 'hello';
 
// "Hello"
type B = Capitalize<A>;

上面示例中，Capitalize<T>将 hello 转为 Hello。

Uncapitalize<StringType>

Uncapitalize<StringType> 将字符串的第一个字符转为小写。

type A = 'HELLO';
 
// "hELLO"
type B = Uncapitalize<A>;

上面示例中，Uncapitalize<T>将 HELLO 转为 hELLO。