Typescript 强制泛型类型安全

Question

我知道由于 Javascript 的动态特性，Typescript 是结构化类型，因此像泛型这样的功能与其他语言的名义类型系统不同。鉴于此，我们如何使用泛型（特别是数组）强制类型安全？假设我有这些类/类型：

class X {
    fn(env: (number | string)[]) {
        if (typeof env[0] === 'string') {
            console.log('print string and number')
        }
        console.log(env[0] === 0)
    }
}

class Y extends X {
    override fn(env: string[]) {
        console.log(env[0] === '0')
    }
}

我使用了类，但这对于类型来说也是一样的。

这些表达式是可以理解的，因为我们明确地声明了类型（如果我们忽略两者具有相同的无类型结构的事实，则类似于

as

）：

const x: X = new Y()
const y: Y = new X()

但是举例来说，这些表达方式也是有效的

const arrX: X[] = [y] // works, as intended Y extends X
const arrY: Y[] = [x] // works, but shouldn't, or at least emit a warning

我知道在这种情况下，像数组这样的泛型是通过使用而不是声明来强制执行的，例如，

arrY.forEach(val => val.fn([0])

将会中断。我完全了解结构化类型系统的限制，所以我不是问为什么，或者为什么不应该，我是在寻求一种好方法来强制执行这种限制。我不介意任何解决方法。我想要实现的本质上是用某种方式来传达这一点：我们可以将

Y

用作

X

，但决不能将

X

用作

Y

。我还知道有更多方法可以对两种“类型”之间的关联进行建模，因此我不需要可以涵盖所有边缘情况的通用解决方案。

我尝试重新命名通用品牌，如下所示：

type YEnv = string & {__unused: 'Y' }
class Y /* extends break */ extends X {
    fn (env: YEnv) {...}
}

现在由于

YEnv

和

number|string

不兼容，继承被破坏。此类 API 的使用者需要将

Y

显式转换为

X

才能在

Array<X>

中使用。在任何标准类型系统上我们都不需要这样做。显式转换它们很好，但可能不是很直观。

Answer 1

一般来说，TypeScript 的 结构类型系统 意味着类型

X

可以分配给类型

Y

，具体取决于类型的 形状，而不一定取决于它们的 声明。如果在编写

class Y extends X {}

时没有将冲突的内容添加到

Y

中，那么您通常会遇到这样一种情况：

X

可以分配给

Y

，尽管它是它的超类。

考虑到 TypeScript 并不完美，可分配性问题只会变得更加复杂和难以思考，因此一些允许的分配“应该”被拒绝，除了必须接受等效分配以允许现有分配类型层次结构。有关更多信息，请参阅 microsoft/TypeScript#9825。 TypeScript 中的方法的参数类型是双变的，不安全，这意味着您的 Y

 确实不应该被允许作为 

X

 的子类。但确实如此，我不会担心你为什么会这样，除了建议未来的读者要小心这样的事情。

无论如何，当您将

X

 分配给 

Y

 当您不希望它成为并且您可以控制这两种类型时，标准方法是向 

Y

 添加一些内容以使其成为不相容。最简单的方法是添加 

X

 中不存在的成员。房产就可以：

class Y extends X {
    declare y: number; // <-- add this
    override fn(env: string[]) { }
}

这里，TypeScript 认为

Y

 包含 

y

 中不存在的数字 

X

 属性。由于我使用了 

declare 修饰符

，这实际上根本不会改变发出的 JavaScript。它只是说，根据 TypeScript，它就在那里。当然，它在运行时不存在，因此您编写的任何代码都应该远离它，而不是尝试读取或写入它。您可以将其设置为 

private 以阻止外部访问，或者您可以将其设置为 undefined

 以更好地模拟正在发生的情况，或者您可以将其设置为 

Y 以便不会出现运行时问题。人们可能想要通过各种方式进行操作，具体取决于他们的用例。重要的是：当你不小心有兼容的类型时，至少修改其中一个不兼容的类型。

Playground 代码链接