TypeScript基础看腻了?进阶实现智能类型推导的简化版Vuex,手把手带你实现。

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之前几篇讲TypeScript的文章中,我带来了在React中的一些小实践

React + TypeScript + Hook 带你手把手打造类型安全的应用。

React Hook + TypeScript 手把手带你打造use-watch自定义Hook,实现Vue中的watch功能。

这篇文章我决定更进一步,直接用TypeScript实现一个类型安全的简易版的Vuex。

这篇文章适合谁:

  1. 已经学习TypeScript基础,需要一点进阶玩法的你。
  2. 自己喜欢写一些开源的小工具,需要进阶学习TypeScript类型推导。(在项目中一般ts运用的比较浅层,大部分情况在写表面的interface)。
  3. 单纯的想要进阶学习TypeScript。

通过这篇文章,你可以学到以下特性在实战中是如何使用的:

  1. 🎉TypeScript的高级类型(Advanced Type
  2. 🎉TypeScript中利用泛型进行反向类型推导。(Generics)
  3. 🎉Mapped types(映射类型)
  4. 🎉Distributive Conditional Types(条件类型分配)
  5. 🎉TypeScript中Infer的实战应用(Vue3源码里infer的一个很重要的使用

希望通过这篇文章,你可以对TypeScript的高级类型实战应用得心应手,对于未来想学习Vue3源码的小伙伴来说,类型推断和infer的用法也是必须熟悉的。

写在前面:

本文实现的Vuex只有很简单的stateactionsubscribeAction功能,因为Vuex当前的组织模式非常不适合类型推导(Vuex官方的type库目前推断的也很简陋),所以本文中会有一些和官方不一致的地方,这些是刻意的为了类型安全而做的,本文的主要目标是学习TypeScript,而不是学习Vuex,所以请小伙伴们不要嫌弃它代码啰嗦或者和Vuex不一致。 🚀

vuex骨架

首先定义我们Vuex的骨架。

export default class Vuex<S, A> {
  state: S

  action: Actions<S, A>

  constructor({ state, action }: { state: S; action: Actions<S, A> }) {
    this.state = state;
    this.action = action;
  }

  dispatch(action: any) {
  }
}

首先这个Vuex构造函数定了两个泛型SA,这是因为我们需要推出stateaction的类型,定义action对象的时候需要用到state的类型,而调用store.dispatch时需要用到action的key的类型(比如dispatch({type: "ADD"})中的type需要由对应 actions: { ADD() {} })的key值推断。

然后在构造函数中,把S和state对应,把Actions<S, A>和传入的action对应。

constructor({ state, action }: { state: S; action: Actions<S, A> }) {
  this.state = state;
  this.action = action;
}

Actions这里用到了映射类型,它等于是遍历了传入的A的key值,然后定义每一项实际上的结构,

export type Actions<S, A> = {
  [K in keyof A]: (state: S, payload: any) => Promise<any>;
};

看看我们传入的actions

const store = new Vuex({
  state: {
    count: 0,
    message: '',
  },
  action: {
    async ADD(state, payload) {
      state.count += payload;
    },
    async CHAT(state, message) {
      state.message = message;
    },
  },
});

是不是类型正好对应上了?此时ADD函数的形参里的state就有了类型推断,它就是我们传入的state的类型。

state

这是因为我们给Vuex的构造函数传入state的时候,S就被反向推导为了state的类型,也就是{count: number, message: string},这时S又被传给了Actions<S, A>, 自然也可以在action里获得state的类型了。

现在有个问题,我们现在的写法里没有任何地方能体现出payload的类型,(这也是Vuex设计所带来的一些缺陷)所以我们也只能写成any,但是我们本文的目标是类型安全。

dispatch的类型安全

下面先想点办法实现store.dispatch的类型安全:

  1. type需要自动提示。
  2. type填写了以后,需要提示对应的payload的type。

所以参考redux的玩法,我们手动定义一个Action Types的联合类型。

const ADD = 'ADD';
const CHAT = 'CHAT';

type AddType = typeof ADD;
type ChatType = typeof CHAT;

type ActionTypes =
  | {
      type: AddType;
      payload: number;
    }
  | {
      type: ChatType;
      payload: string;
    };

Vuex中,我们新增一个辅助Ts推断的方法,这个方法原封不动的返回dispatch函数,但是用了as关键字改写它的类型,我们需要把ActionTypes作为泛型传入:

export default class Vuex<S, A> {
  ... 
  
  createDispatch<A>() {
    return this.dispatch.bind(this) as Dispatch<A>;
  }
}

Dispatch类型的实现相当简单,直接把泛型A交给第一个形参action就好了,由于ActionTypes是联合类型,Ts会严格限制我们填写的action的类型必须是AddType或者ChatType中的一种,并且填写了AddType后,payload的类型也必须是number了。

export interface Dispatch<A> {
  (action: A): any;
}

然后使用它构造dispatch

// for TypeScript support
const dispatch = store.createDispatch<ActionTypes>();

目标达成:

type

payload

action形参中payload的类型安全

此时虽然store.diaptch完全做到了类型安全,但是在声明action传入vuex构造函数的时候,我不想像这样手动声明,

const store = new Vuex({
  state: {
    count: 0,
    message: '',
  },
  action: {
    async [ADD](state, payload: number) {
      state.count += payload;
    },
    async [CHAT](state, message: string) {
      state.message = message;
    },
  },
});  

因为这个类型在刚刚定义的ActionTypes中已经有了,秉着DRY的原则,我们继续折腾吧。

首先现在我们有这些佐料:

const ADD = 'ADD';
const CHAT = 'CHAT';

type AddType = typeof ADD;
type ChatType = typeof CHAT;

type ActionTypes =
  | {
      type: AddType;
      payload: number;
    }
  | {
      type: ChatType;
      payload: string;
    };

所以我想通过一个类型工具,能够传入AddType给我返回number,传入ChatType给我返回string

它大概是这个样子的:

type AddPayload = PickPayload<ActionTypes, AddType> // number
type ChatPayload = PickPayload<ActionTypes, ChatType> // string

为了实现它,我们需要用到distributive-conditional-types,不熟悉的同学可以好好看看这篇文章。

简单的来说,如果我们把一个联合类型

string | number

传递给一个用了extends关键字的类型工具:

type PickString<T> = T extends string ? T: never

type T1 = PickString<string | number> // string

它并不是像我们想象中的直接去用string | number直接匹配是否extends,而是把联合类型拆分开来,一个个去匹配。

type PickString<T> = 
| string extends string ? T: never 
| number extends string ? T: never

所以返回的类型是string | never,由由于never在联合类型中没什么意义,所以就被过滤成string

借由这个特性,我们就有思路了,这里用到了infer这个关键字,Vue3中也有很多推断是借助它实现的,它只能用在extends的后面,代表一个还未出现的类型,关于infer的玩法,详细可以看这篇文章:巧用 TypeScript(五)---- infer

export type PickPayload<Types, Type> = Types extends {
  type: Type;
  payload: infer P;
}
  ? P
  : never;

我们用Type这个字符串类型,让ActionTypes中的每一个类型一个个去过滤匹配,比如传入的是AddType:

PickPayload<ActionTypes, AddType>

则会被分布成:

type A = 
  | { type: AddType;payload: number;} extends { type: AddType; payload: infer P }
  ? P
  : never 
  | 
  { type: ChatType; payload: string } extends { type: AddType; payload: infer P }
  ? P
  : never;

注意infer P的位置,被放在了payload的位置上,所以第一项的type在命中后, P也被自动推断为了number,而三元运算符的 ? 后,我们正是返回了P,也就推断出了number这个类型。

这时候就可以完成我们之前的目标了,也就是根据AddType这个类型推断出payload参数的类型,PickPayload这个工具类型应该定位成vuex官方仓库里提供的辅助工具,而在项目中,由于ActionType已经确定,所以我们可以进一步的提前固定参数。(有点类似于函数柯里化)

type PickStorePayload<T> = PickPayload<ActionTypes, T>;

此时,我们定义一个类型安全的Vuex实例所需要的所有辅助类型都定义完毕:

const ADD = 'ADD';
const CHAT = 'CHAT';

type AddType = typeof ADD;
type ChatType = typeof CHAT;

type ActionTypes =
  | {
      type: AddType;
      payload: number;
    }
  | {
      type: ChatType;
      payload: string;
    };

type PickStorePayload<T> = PickPayload<ActionTypes, T>;

使用起来就很简单了:

const store = new Vuex({
  state: {
    count: 0,
    message: '',
  },
  action: {
    async [ADD](state, payload: PickStorePayload<AddType>) {
      state.count += payload;
    },
    async [CHAT](state, message: PickStorePayload<ChatType>) {
      state.message = message;
    },
  },
});

// for TypeScript support
const dispatch = store.createDispatch<ActionTypes>();

dispatch({
  type: ADD,
  payload: 3,
});

dispatch({
  type: CHAT,
  payload: 'Hello World',
});

总结

本文的所有代码都在
github.com/sl1673495/t…
仓库里,里面还加上了getters的实现和类型推导。

通过本文的学习,相信你会对高级类型的用法有进一步的理解,也会对TypeScript的强大更加叹服,本文有很多例子都是为了教学而刻意深究,复杂化的,请不要骂我(XD)。

在实际的项目运用中,首先我们应该避免Vuex这种集中化的类型定义,而尽量去拥抱函数(函数对于TypeScript是天然支持),这也是Vue3往函数化api方向走的原因之一。

参考文章

React + Typescript 工程化治理实践(蚂蚁金服的大佬实践总结总是这么靠谱) juejin.cn/post/684490…

TS 学习总结:编译选项 && 类型相关技巧 zxc0328.github.io/diary/2019/…

Conditional types in TypeScript(据说比Ts官网讲的好) mariusschulz.com/blog/condit…

Conditional Types in TypeScript(文风幽默,代码非常硬核) artsy.github.io/blog/2018/1…