类型系统不止 TypeScript 有,别的语言 Java、C++ 等都有

为什么 TypeScript 的类型编程被叫做类型体操,而其他语言没有呢?

三种类型系统

TypeScript 给 JavaScript 增加了一套静态类型系统,通过 TS Compiler 编译为 JS,编译的过程做类型检查。它并没有改变 JavaScript 的语法,只是在 JS 的基础上添加了类型语法,所以被叫做 JavaScript 的超集。

JavaScript 的标准在不断的发展,TypeScript 的类型系统也在不断完善,因为“超集”的设计理念,这两者可以很好的融合在一起,是不会有冲突的。静态类型编程语言都有自己的类型系统,从简单到复杂可以分为 3 类:

简单类型系统

变量、函数、类等都可以声明类型,编译器会基于声明的类型做类型检查,类型不匹配时会报错。

这是最基础的类型系统,能保证类型安全,但有些死板。

一个 add 函数既可以做整数加法、又可以做浮点数加法,却需要声明两个函数:(c)

1
2
3
4
5
6
7
int add(int a, int b) {
return a + b;
}

double add(double a, double b) {
return a + b;

解决思路很容易想到:如果类型能传参数就好了,传入 int 就是整数加法,传入 double 就是浮点数加法。

支持泛型的类型系统

泛型的英文是 Generic Type,通用的类型,它可以代表任何一种类型,也叫做类型参数

它给类型系统增加了一些灵活性,在整体比较固定,部分变量的类型有变化的情况下,可以减少很多重复代码。比如上面的 add 函数,有了泛型之后就可以这样写:

1
2
3
4
5
6
T add<T>(T a, T b) {
return a + b;
}

add(1,2);
add(1.111, 2.2222);

声明时把会变化的类型声明成泛型(也就是类型参数),在调用的时候再确定类型。

Java 就是这种类型系统,是一个很好的增加类型系统灵活性的特性。

但是,这种类型系统的灵活性对于 JavaScript 来说还不够,因为 JavaScript 太过灵活了。

比如,在 Java 里,对象都是由类 new 出来的,你不能凭空创建对象,但是 JavaScript 却可以,它支持对象字面量。那如果是一个返回对象某个属性值的函数,类型该怎么写呢?

1
2
3
function getPropValue<T>(obj: T, key): key对应的属性值类型 {
return obj[key];
}

拿到了 T,也不能拿到它的属性和属性值,如果能对类型参数 T 做一些逻辑处理就好了。

所以,就有了第三种类型系统。

支持类型编程的类型系统

JavaScript 里面,对象可以字面量的方式创建,还可以灵活的增删属性,拿到对象并不能确定什么,所以要支持对传入的类型参数做进一步的处理。

1
2
3
function getPropValue< T extends object,Key extends keyof T>(obj: T, key: Key): T[Key] {
return obj[key];
}

keyof T、T[Key] 就是对类型参数 T 的类型运算。

TypeScript 的类型系统就是第三种,支持对类型参数做各种逻辑处理,可以写很复杂的类型逻辑。

类型逻辑是对类型参数的各种处理,可以实现很多强大的功能:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
type ParseParam<Param extends string> =
Param extends `${infer Key}=${infer Value}`
? {
[K in Key]: Value
} : {};

type MergeValues<One, Other> =
One extends Other
? One
: Other extends unknown[]
? [One, ...Other]
: [One, Other];

type MergeParams<
OneParam extends Record<string, any>,
OtherParam extends Record<string, any>
> = {
[Key in keyof OneParam | keyof OtherParam]:
Key extends keyof OneParam
? Key extends keyof OtherParam
? MergeValues<OneParam[Key], OtherParam[Key]>
: OneParam[Key]
: Key extends keyof OtherParam
? OtherParam[Key]
: never
}
type ParseQueryString<Str extends string> =
Str extends `${infer Param}&${infer Rest}`
? MergeParams<ParseParam<Param>, ParseQueryString<Rest>>
: ParseParam<Str>;

Java 只支持泛型的类型系统做不到

但是 TypeScript 的类型系统就可以,因为它可以对泛型(类型参数)做各种逻辑处理。

TypeScript 的类型系统是**图灵完备**的,也就是能描述各种可计算逻辑。简单点来理解就是循环、条件等各种 JS 里面有的语法它都有,JS 能写的逻辑它都能写。

总结

  • TypeScript 给 JavaScript 增加了一套类型系统,但并没有改变 JS 的语法,只是做了扩展,是 JavaScript 的超集
  • 这套类型系统支持泛型,也就是类型参数,有了一些灵活性。而且又进一步支持了对类型参数的各种处理,也就是类型编程,灵活性进一步增强
  • 现在 TS 的类型系统是图灵完备的,JS 可以写的逻辑,用 TS 类型都可以写
  • 但是很多类型编程的逻辑写起来比较复杂,因此被戏称为类型体操