使用不可建構型別的 TypeScript 中的豐富編譯時異常

TypeScript 的型別系統很強大，但它的錯誤訊息有時可能很神祕且難以理解。在本文中，我們將探索一種使用不可建構類型來創建清晰的、描述性的編譯時異常的模式。這種方法透過使無效狀態無法用有用的錯誤訊息來表示來幫助防止執行時間錯誤。

模式：具有自訂訊息的不可建構類型

首先，我們來分解一下核心模式：

// Create a unique symbol for our type exception
declare const TypeException: unique symbol;

// Basic type definitions
type Struct = Record<string, any>;
type Funct<T, R> = (arg: T) => R;
type Types<T> = keyof T & string;
type Sanitize<T> = T extends string ? T : never;

// The core pattern for type-level exceptions
export type Unbox<T extends Struct> = {
    [Type in Types<T>]: T[Type] extends Funct<any, infer Ret>
        ? (arg: Ret) => any
        : T[Type] extends Struct
        ? {
              [TypeException]: `Variant <${Sanitize<Type>}> is of type <Union>. Migrate logic to <None> variant to capture <${Sanitize<Type>}> types.`;
          }
        : (value: T[Type]) => any;
};

它是如何運作的

1. TypeException 是一個獨特的符號，充當我們錯誤訊息的特殊鍵
2. 當我們遇到無效的類型狀態時，我們傳回一個帶有 TypeException 屬性的物件類型
3. 此類型在運行時不可構造，迫使 TypeScript 顯示我們的自訂錯誤訊息
4. 錯誤訊息可以包含使用範本文字的類型資訊

範例 1：帶有自訂錯誤的變體處理

以下範例顯示如何將此模式與變體類型一起使用：

type DataVariant = 
    | { type: 'text'; content: string }
    | { type: 'number'; value: number }
    | { type: 'complex'; nested: { data: string } };

type VariantHandler = Unbox<{
    text: (content: string) => void;
    number: (value: number) => void;
    complex: { // This will trigger our custom error
        [TypeException]: `Variant <complex> is of type <Union>. Migrate logic to <None> variant to capture <complex> types.`
    };
}>;

// This will show our custom error at compile time
const invalidHandler: VariantHandler = {
    text: (content) => console.log(content),
    number: (value) => console.log(value),
    complex: (nested) => console.log(nested) // Error: Type has unconstructable signature
};

範例 2：遞歸類型驗證

這是一個更複雜的範例，展示如何將模式與遞歸類型一起使用：

type TreeNode<T> = {
    value: T;
    children?: TreeNode<T>[];
};

type TreeHandler<T> = Unbox<{
    leaf: (value: T) => void;
    node: TreeNode<T> extends Struct
        ? {
              [TypeException]: `Cannot directly handle node type. Use leaf handler for individual values.`;
          }
        : never;
}>;

// Usage example - will show custom error
const invalidTreeHandler: TreeHandler<string> = {
    leaf: (value) => console.log(value),
    node: (node) => console.log(node) // Error: Cannot directly handle node type
};

範例 3：類型狀態驗證

以下是我們如何使用該模式來強制執行有效的類型狀態轉換：

type LoadingState<T> = {
    idle: null;
    loading: null;
    error: Error;
    success: T;
};

type StateHandler<T> = Unbox<{
    idle: () => void;
    loading: () => void;
    error: (error: Error) => void;
    success: (data: T) => void;
    // Prevent direct access to state object
    state: LoadingState<T> extends Struct
        ? {
              [TypeException]: `Cannot access state directly. Use individual handlers for each state.`;
          }
        : never;
}>;

// This will trigger our custom error
const invalidStateHandler: StateHandler<string> = {
    idle: () => {},
    loading: () => {},
    error: (e) => console.error(e),
    success: (data) => console.log(data),
    state: (state) => {} // Error: Cannot access state directly
};

何時使用此模式

此模式在下列情況下特別有用：

1. 您需要在編譯時阻止某些類型組合
2. 您希望針對類型違規提供清晰的描述性錯誤訊息
3. 您正在建立複雜的類型層次結構，其中某些操作應受到限制
4. 您需要透過有用的錯誤訊息引導開發人員採用正確的使用模式

技術細節

讓我們分解一下該模式的內部運作原理：

// Create a unique symbol for our type exception
declare const TypeException: unique symbol;

// Basic type definitions
type Struct = Record<string, any>;
type Funct<T, R> = (arg: T) => R;
type Types<T> = keyof T & string;
type Sanitize<T> = T extends string ? T : never;

// The core pattern for type-level exceptions
export type Unbox<T extends Struct> = {
    [Type in Types<T>]: T[Type] extends Funct<any, infer Ret>
        ? (arg: Ret) => any
        : T[Type] extends Struct
        ? {
              [TypeException]: `Variant <${Sanitize<Type>}> is of type <Union>. Migrate logic to <None> variant to capture <${Sanitize<Type>}> types.`;
          }
        : (value: T[Type]) => any;
};

相對於傳統方法的優勢

1. 清除錯誤訊息：您會收到自訂訊息來準確解釋出現的問題，而不是 TypeScript 的預設類型錯誤
2. 編譯時安全：所有錯誤都會在開發過程中捕獲，而不是在運行時
3. 自我記錄：錯誤訊息可以包含如何解決問題的說明
4. 類型安全：保持完整的類型安全，同時提供更好的開發者體驗
5. 零運行時成本：所有檢查都在編譯時進行，沒有運行時開銷

結論

使用具有自訂錯誤訊息的不可建構類型是建立自文件類型約束的強大模式。它利用 TypeScript 的類型系統在編譯時提供清晰的指導，幫助開發人員在問題成為執行階段問題之前捕獲並修復問題。

在建構某些組合無效的複雜型別系統時，此模式特別有價值。透過使無效狀態不可表示並提供清晰的錯誤訊息，我們可以建立更易於維護且對開發人員友好的 TypeScript 程式碼。

以上是使用不可建構型別的 TypeScript 中的豐富編譯時異常的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！