مُجمِّعات محلّلات القوالب الحرفية في TypeScript: تحليل أنواع السلاسل النصية المعقدة

توفر القوالب الحرفية في TypeScript، جنبًا إلى جنب مع الأنواع الشرطية واستدلال الأنواع، أدوات قوية للتعامل مع أنواع السلاسل النصية وتحليلها في وقت الترجمة. يستكشف هذا المقال كيفية بناء مُجمِّعات محلّلات (parser combinators) باستخدام هذه الميزات للتعامل مع هياكل السلاسل النصية المعقدة، مما يتيح التحقق من الأنواع وتحويلها بشكل قوي في مشاريع TypeScript الخاصة بك.

مقدمة إلى أنواع القوالب الحرفية

تسمح لك أنواع القوالب الحرفية بتعريف أنواع سلاسل نصية تحتوي على تعبيرات مضمنة. يتم تقييم هذه التعبيرات في وقت الترجمة، مما يجعلها مفيدة للغاية لإنشاء أدوات مساعدة لمعالجة السلاسل النصية تكون آمنة من حيث النوع.

على سبيل المثال:

            type Greeting<T extends string> = `Hello, ${T}!`;

type MyGreeting = Greeting<"World">; // Type is "Hello, World!"

            

              
                Copy
              
            
          

يوضح هذا المثال البسيط الصيغة الأساسية. تكمن القوة الحقيقية في الجمع بين القوالب الحرفية والأنواع الشرطية والاستدلال.

الأنواع الشرطية والاستدلال

تسمح لك الأنواع الشرطية في TypeScript بتعريف أنواع تعتمد على شرط. الصيغة مشابهة للمشغل الثلاثي: `T extends U ? X : Y`. إذا كان `T` قابلاً للإسناد إلى `U`، فإن النوع هو `X`؛ وإلا، فهو `Y`.

استدلال النوع، باستخدام الكلمة المفتاحية `infer`، يسمح لك باستخراج أجزاء محددة من النوع. هذا مفيد بشكل خاص عند العمل مع أنواع القوالب الحرفية.

خذ بعين الاعتبار هذا المثال:

            type GetParameterType<T extends string> = T extends `(param: ${infer P}) => void` ? P : never;

type MyParameterType = GetParameterType<'(param: number) => void'>; // Type is number

            

              
                Copy
              
            
          

هنا، نستخدم `infer P` لاستخراج نوع المعامل (parameter) من نوع دالة ممثلة كسلسلة نصية.

مُجمِّعات المحلّلات: لبنات البناء لتحليل السلاسل النصية

مُجمِّعات المحلّلات هي تقنية برمجة وظيفية لبناء المحلّلات (parsers). بدلاً من كتابة محلّل واحد متجانس، تقوم بإنشاء محلّلات أصغر قابلة لإعادة الاستخدام وتجميعها للتعامل مع قواعد نحوية أكثر تعقيدًا. في سياق أنظمة أنواع TypeScript، تعمل هذه "المحلّلات" على أنواع السلاسل النصية.

سنقوم بتعريف بعض مُجمِّعات المحلّلات الأساسية التي ستكون بمثابة لبنات بناء لمحلّلات أكثر تعقيدًا. تركز هذه الأمثلة على استخراج أجزاء محددة من السلاسل النصية بناءً على أنماط محددة.

المُجمِّعات الأساسية

`StartsWith<T, Prefix>`

يتحقق مما إذا كان نوع السلسلة النصية `T` يبدأ ببادئة `Prefix` معينة. إذا كان الأمر كذلك، فإنه يعيد الجزء المتبقي من السلسلة؛ وإلا، فإنه يعيد `never`.

            type StartsWith<T extends string, Prefix extends string> = T extends `${Prefix}${infer Rest}` ? Rest : never;

type Remaining = StartsWith<"Hello, World!", "Hello, ">; // Type is "World!"

type Never = StartsWith<"Hello, World!", "Goodbye, ">; // Type is never

            

              
                Copy
              
            
          

`EndsWith<T, Suffix>`

يتحقق مما إذا كان نوع السلسلة النصية `T` ينتهي بلاحقة `Suffix` معينة. إذا كان الأمر كذلك، فإنه يعيد الجزء من السلسلة قبل اللاحقة؛ وإلا، فإنه يعيد `never`.

            type EndsWith<T extends string, Suffix extends string> = T extends `${infer Rest}${Suffix}` ? Rest : never;

type Before = EndsWith<"Hello, World!", "!">; // Type is "Hello, World"

type Never = EndsWith<"Hello, World!", ".">; // Type is never

            

              
                Copy
              
            
          

`Between<T, Start, End>`

يستخرج الجزء من السلسلة بين محدِّد `Start` ومحدِّد `End`. يعيد `never` إذا لم يتم العثور على المحدِّدات بالترتيب الصحيح.

            type Between<T extends string, Start extends string, End extends string> = StartsWith<T, Start> extends never ? never : EndsWith<StartsWith<T, Start>, End>;

type Content = Between<"<div>Content</div>", "<div>", "</div>">; // Type is "Content"

type Never = Between<"<div>Content</span>", "<div>", "</div>">; // Type is never

            

              
                Copy
              
            
          

دمج المُجمِّعات

تأتي القوة الحقيقية لمُجمِّعات المحلّلات من قدرتها على الدمج. لنقم بإنشاء محلّل أكثر تعقيدًا يستخرج القيمة من خاصية نمط CSS.

`ExtractCSSValue<T, Property>`

يأخذ هذا المحلّل سلسلة CSS `T` واسم خاصية `Property` ويستخرج القيمة المقابلة. يفترض أن سلسلة CSS بالصيغة `property: value;`.

            type ExtractCSSValue<T extends string, Property extends string> = Between<T, `${Property}: `, ";">;

type ColorValue = ExtractCSSValue<"color: red; font-size: 16px;", "color">; // Type is "red"

type FontSizeValue = ExtractCSSValue<"color: blue; font-size: 12px;", "font-size">; // Type is "12px"

            

              
                Copy
              
            
          

يوضح هذا المثال كيفية استخدام `Between` لدمج `StartsWith` و`EndsWith` ضمنيًا. نحن نحلل بشكل فعال سلسلة CSS لاستخراج القيمة المرتبطة بالخاصية المحددة. يمكن توسيع هذا للتعامل مع هياكل CSS أكثر تعقيدًا مع قواعد متداخلة وبادئات الموردين (vendor prefixes).

أمثلة متقدمة: التحقق من صحة أنواع السلاسل النصية وتحويلها

إلى جانب الاستخراج البسيط، يمكن استخدام مُجمِّعات المحلّلات للتحقق من صحة أنواع السلاسل النصية وتحويلها. لنتعمق في بعض السيناريوهات المتقدمة.

التحقق من صحة عناوين البريد الإلكتروني

يعد التحقق من صحة عناوين البريد الإلكتروني باستخدام التعبيرات النمطية في أنواع TypeScript تحديًا، ولكن يمكننا إنشاء تحقق مبسط باستخدام مُجمِّعات المحلّلات. لاحظ أن هذا ليس حلاً كاملاً للتحقق من البريد الإلكتروني ولكنه يوضح المبدأ.

            type IsEmail<T extends string> = T extends `${infer Username}@${infer Domain}.${infer TLD}` ? (
  Username extends '' ? never : (
    Domain extends '' ? never : (
      TLD extends '' ? never : T
    )
  )
) : never;

type ValidEmail = IsEmail<"test@example.com">; // Type is "test@example.com"

type InvalidEmail = IsEmail<"test@example">; // Type is never

type AnotherInvalidEmail = IsEmail<"@example.com">; // Type is never

            

              
                Copy
              
            
          

يتحقق نوع `IsEmail` هذا من وجود `@` و `.` ويضمن أن اسم المستخدم والمجال ونطاق المستوى الأعلى (TLD) ليست فارغة. يعيد سلسلة البريد الإلكتروني الأصلية إذا كانت صالحة أو `never` إذا كانت غير صالحة. يمكن أن يتضمن حل أكثر قوة فحوصات أكثر تعقيدًا على الأحرف المسموح بها في كل جزء من عنوان البريد الإلكتروني، ربما باستخدام أنواع البحث (lookup types) لتمثيل الأحرف الصالحة.

تحويل أنواع السلاسل النصية: التحويل إلى صيغة سنام الجمل (Camel Case)

يعد تحويل السلاسل النصية إلى صيغة سنام الجمل (camel case) مهمة شائعة. يمكننا تحقيق ذلك باستخدام مُجمِّعات المحلّلات وتعريفات النوع العودية (recursive type definitions). يتطلب هذا نهجًا أكثر تعقيدًا.

            type CamelCase<T extends string> = T extends `${infer FirstWord}_${infer SecondWord}${infer Rest}`
  ? `${FirstWord}${Capitalize<SecondWord>}${CamelCase<Rest>}`
  : T;

type Capitalize<S extends string> = S extends `${infer First}${infer Rest}` ? `${Uppercase<First>}${Rest}` : S;

type MyCamelCase = CamelCase<"my_string_to_convert">; // Type is "myStringToConvert"

            

              
                Copy
              
            
          

إليك التفصيل:

• `CamelCase<T>`: هذا هو النوع الرئيسي الذي يحول السلسلة النصية بشكل عودي إلى صيغة سنام الجمل. يتحقق مما إذا كانت السلسلة تحتوي على شرطة سفلية (`_`). إذا كان الأمر كذلك، فإنه يحول الحرف الأول من الكلمة التالية إلى حرف كبير ويستدعي `CamelCase` بشكل عودي على الجزء المتبقي من السلسلة.
• `Capitalize<S>`: هذا النوع المساعد يحول الحرف الأول من السلسلة إلى حرف كبير. يستخدم `Uppercase` لتحويل الحرف الأول إلى حرف كبير.

يوضح هذا المثال قوة تعريفات النوع العودية في TypeScript. يسمح لنا بإجراء تحويلات معقدة للسلاسل النصية في وقت الترجمة.

تحليل بيانات CSV (القيم المفصولة بفواصل)

يعد تحليل بيانات CSV سيناريو واقعيًا أكثر تعقيدًا. لنقم بإنشاء نوع يستخرج العناوين (headers) من سلسلة CSV نصية.

            type CSVHeaders<T extends string> = T extends `${infer Headers}\n${string}` ? Split<Headers, ','> : never;

type Split<T extends string, Separator extends string> = T extends `${infer Head}${Separator}${infer Tail}`
  ? [Head, ...Split<Tail, Separator>]
  : [T];

type MyCSVHeaders = CSVHeaders<"header1,header2,header3\nvalue1,value2,value3">; // Type is ["header1", "header2", "header3"]

            

              
                Copy
              
            
          

يستخدم هذا المثال نوعًا مساعدًا `Split` يقسم السلسلة بشكل عودي بناءً على فاصلة الفصل. يستخرج نوع `CSVHeaders` السطر الأول (العناوين) ثم يستخدم `Split` لإنشاء صف (tuple) من سلاسل العناوين النصية. يمكن توسيع هذا لتحليل بنية CSV بأكملها وإنشاء تمثيل نوعي للبيانات.

التطبيقات العملية

لهذه التقنيات تطبيقات عملية متنوعة في تطوير TypeScript:

• تحليل الإعدادات: التحقق من صحة واستخراج القيم من ملفات الإعدادات (مثل ملفات `.env`). يمكنك ضمان وجود متغيرات بيئة معينة وتنسيقها الصحيح قبل بدء التطبيق. تخيل التحقق من صحة مفاتيح API أو سلاسل اتصال قاعدة البيانات أو إعدادات علامات الميزات (feature flags).
• التحقق من صحة طلبات واستجابات API: تعريف أنواع تمثل بنية طلبات واستجابات API، مما يضمن أمان النوع عند التفاعل مع الخدمات الخارجية. يمكنك التحقق من صحة تنسيق التواريخ أو العملات أو أنواع البيانات المحددة الأخرى التي تعيدها API. هذا مفيد بشكل خاص عند العمل مع واجهات برمجة تطبيقات REST.
• لغات مخصصة للمجال (DSLs) قائمة على السلاسل النصية: إنشاء لغات مخصصة للمجال آمنة من حيث النوع لمهام محددة، مثل تعريف قواعد التنسيق أو مخططات التحقق من صحة البيانات. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين قابلية قراءة الكود وصيانته.
• توليد الكود: توليد الكود بناءً على قوالب نصية، مما يضمن أن الكود الذي تم إنشاؤه صحيح نحويًا. يستخدم هذا بشكل شائع في الأدوات وعمليات البناء.
• تحويل البيانات: تحويل البيانات بين تنسيقات مختلفة (على سبيل المثال، من صيغة سنام الجمل إلى صيغة الثعبان (snake case)، ومن JSON إلى XML).

فكر في تطبيق تجارة إلكترونية مُعولَم. يمكنك استخدام أنواع القوالب الحرفية للتحقق من صحة وتنسيق رموز العملات بناءً على منطقة المستخدم. على سبيل المثال:

            type CurrencyCode = "USD" | "EUR" | "JPY" | "GBP";

type LocalizedPrice<Currency extends CurrencyCode, Amount extends number> = `${Currency} ${Amount}`;

type USPrice = LocalizedPrice<"USD", 99.99>; // Type is "USD 99.99"

//Example of validation
type IsValidCurrencyCode<T extends string> = T extends CurrencyCode ? T : never;

type ValidCode = IsValidCurrencyCode<"EUR"> // Type is "EUR"
type InvalidCode = IsValidCurrencyCode<"XYZ"> // Type is never

            

              
                Copy
              
            
          

يوضح هذا المثال كيفية إنشاء تمثيل آمن من حيث النوع للأسعار المترجمة والتحقق من صحة رموز العملات، مما يوفر ضمانات في وقت الترجمة حول صحة البيانات.

فوائد استخدام مُجمِّعات المحلّلات

• أمان النوع: يضمن أن معالجة السلاسل النصية آمنة من حيث النوع، مما يقلل من خطر أخطاء وقت التشغيل.
• قابلية إعادة الاستخدام: مُجمِّعات المحلّلات هي لبنات بناء قابلة لإعادة الاستخدام يمكن دمجها للتعامل مع مهام تحليل أكثر تعقيدًا.
• قابلية القراءة: يمكن للطبيعة المعيارية لمُجمِّعات المحلّلات تحسين قابلية قراءة الكود وصيانته.
• التحقق في وقت الترجمة: يحدث التحقق في وقت الترجمة، مما يكشف عن الأخطاء في وقت مبكر من عملية التطوير.

القيود

• التعقيد: قد يكون بناء محلّلات معقدة تحديًا ويتطلب فهمًا عميقًا لنظام أنواع TypeScript.
• الأداء: يمكن أن تكون الحسابات على مستوى النوع بطيئة، خاصة بالنسبة للأنواع المعقدة جدًا.
• رسائل الخطأ: قد تكون رسائل الخطأ في TypeScript لأخطاء النوع المعقدة صعبة التفسير في بعض الأحيان.
• القدرة التعبيرية: على الرغم من قوته، فإن نظام أنواع TypeScript له قيود في قدرته على التعبير عن أنواع معينة من معالجة السلاسل النصية (مثل الدعم الكامل للتعبيرات النمطية). قد تكون سيناريوهات التحليل الأكثر تعقيدًا مناسبة بشكل أفضل لمكتبات التحليل في وقت التشغيل.

الخاتمة

توفر أنواع القوالب الحرفية في TypeScript، جنبًا إلى جنب مع الأنواع الشرطية واستدلال الأنواع، مجموعة أدوات قوية للتعامل مع أنواع السلاسل النصية وتحليلها في وقت الترجمة. تقدم مُجمِّعات المحلّلات نهجًا منظمًا لبناء محلّلات معقدة على مستوى النوع، مما يتيح التحقق من الأنواع وتحويلها بشكل قوي في مشاريع TypeScript الخاصة بك. على الرغم من وجود قيود، إلا أن فوائد أمان النوع وقابلية إعادة الاستخدام والتحقق في وقت الترجمة تجعل هذه التقنية إضافة قيمة إلى ترسانة TypeScript الخاصة بك.

من خلال إتقان هذه التقنيات، يمكنك إنشاء تطبيقات أكثر قوة وأمانًا من حيث النوع وأكثر قابلية للصيانة تستفيد من القوة الكاملة لنظام أنواع TypeScript. تذكر أن تضع في اعتبارك المفاضلات بين التعقيد والأداء عند تحديد ما إذا كنت ستستخدم التحليل على مستوى النوع مقابل التحليل في وقت التشغيل لاحتياجاتك الخاصة.

يسمح هذا النهج للمطورين بنقل اكتشاف الأخطاء إلى وقت الترجمة، مما يؤدي إلى تطبيقات أكثر قابلية للتنبؤ والموثوقية. فكر في الآثار المترتبة على ذلك بالنسبة للأنظمة المُدوّلة - فالتحقق من صحة رموز البلدان ورموز اللغات وتنسيقات التواريخ في وقت الترجمة يمكن أن يقلل بشكل كبير من أخطاء الترجمة ويحسن تجربة المستخدم للجمهور العالمي.

استكشاف إضافي

• استكشف تقنيات مُجمِّعات المحلّلات الأكثر تقدمًا، مثل التراجع (backtracking) واستعادة الأخطاء (error recovery).
• ابحث في المكتبات التي توفر مُجمِّعات محلّلات مسبقة الصنع لأنواع TypeScript.
• جرّب استخدام أنواع القوالب الحرفية لتوليد الكود وحالات الاستخدام المتقدمة الأخرى.
• ساهم في المشاريع مفتوحة المصدر التي تستخدم هذه التقنيات.

من خلال التعلم والتجريب المستمر، يمكنك إطلاق العنان للإمكانات الكاملة لنظام أنواع TypeScript وبناء تطبيقات أكثر تطورًا وموثوقية.