TypeScript Assertion Signatures: Runtime Typevalidering for Robust Kode

TypeScript tilbyder fremragende statisk typekontrol under udvikling, som fanger potentielle fejl før runtime. Men nogle gange er du nødt til at sikre typesikkerhed ved runtime. Det er her, assertion signatures kommer ind i billedet. De giver dig mulighed for at definere funktioner, der ikke kun tjekker typen af en værdi, men også informerer TypeScript om, at typen af værdien er blevet indsnævret baseret på resultatet af tjekket.

Hvad er Assertion Signatures?

En assertion signature er en speciel type funktionssignatur i TypeScript, der bruger nøgleordet asserts. Den fortæller TypeScript, at hvis funktionen returnerer uden at kaste en fejl, så er en bestemt betingelse om typen af et argument garanteret at være sand. Dette giver dig mulighed for at forfine typer på en måde, som compileren forstår, selv når den ikke automatisk kan udlede typen baseret på koden.

Den grundlæggende syntaks er:

            function assertsCondition(argument: Type): asserts argument is NarrowedType {
  // ... implementation that checks the condition and throws if it's false ...
}

            

              
                Copy
              
            
          

• assertsCondition: Navnet på din funktion.
• argument: Type: Argumentet, hvis type du vil tjekke.
• asserts argument is NarrowedType: Dette er assertion signaturen. Den fortæller TypeScript, at hvis assertsCondition(argument) returnerer uden at kaste en fejl, så kan TypeScript behandle argument som havende typen NarrowedType.

Hvorfor bruge Assertion Signatures?

Assertion signatures giver flere fordele:

• Runtime Typevalidering: De gør det muligt for dig at validere typen af en værdi ved runtime, hvilket forhindrer uventede fejl, der kan opstå fra ukorrekte data.
• Forbedret Kodesikkerhed: Ved at håndhæve typebegrænsninger ved runtime kan du reducere risikoen for fejl og forbedre den overordnede pålidelighed af din kode.
• Typeindsnævring: Assertion signatures tillader TypeScript at indsnævre typen af en variabel baseret på resultatet af et runtime-tjek, hvilket muliggør mere præcis typekontrol i efterfølgende kode.
• Forbedret Læsbarhed af Kode: De gør din kode mere eksplicit omkring de forventede typer, hvilket gør den nemmere at forstå og vedligeholde.

Praktiske Eksempler

Eksempel 1: Tjek for en streng

Lad os oprette en funktion, der fastslår, at en værdi er en streng. Hvis det ikke er en streng, kaster den en fejl.

            function assertIsString(value: any): asserts value is string {
  if (typeof value !== 'string') {
    throw new Error(`Expected a string, but received ${typeof value}`);
  }
}

function processString(input: any) {
  assertIsString(input);
  // TypeScript ved nu, at 'input' er en streng
  console.log(input.toUpperCase());
}

processString("hello"); // Virker fint
// processString(123); // Kaster en fejl ved runtime

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel tjekker assertIsString, om inputværdien er en streng. Hvis den ikke er det, kaster den en fejl. Hvis den returnerer uden at kaste en fejl, ved TypeScript, at input er en streng, hvilket giver dig mulighed for sikkert at kalde strengmetoder som toUpperCase().

Eksempel 2: Tjek for en specifik objektstruktur

Antag, at du arbejder med data hentet fra et API, og du vil sikre dig, at det overholder en specifik objektstruktur, før du behandler det. Lad os sige, du forventer et objekt med egenskaberne name (streng) og age (tal).

            interface Person {
  name: string;
  age: number;
}

function assertIsPerson(value: any): asserts value is Person {
  if (typeof value !== 'object' || value === null) {
    throw new Error(`Expected an object, but received ${typeof value}`);
  }

  if (!('name' in value) || typeof value.name !== 'string') {
    throw new Error(`Expected a string 'name' property`);
  }

  if (!('age' in value) || typeof value.age !== 'number') {
    throw new Error(`Expected a number 'age' property`);
  }
}

function processPerson(data: any) {
  assertIsPerson(data);
  // TypeScript ved nu, at 'data' er en Person
  console.log(`Name: ${data.name}, Age: ${data.age}`);
}

processPerson({ name: "Alice", age: 30 }); // Virker fint
// processPerson({ name: "Bob", age: "30" }); // Kaster en fejl ved runtime
// processPerson({ name: "Charlie" }); // Kaster en fejl ved runtime

            

              
                Copy
              
            
          

Her tjekker assertIsPerson, om inputværdien er et objekt med de påkrævede egenskaber og typer. Hvis et tjek fejler, kaster den en fejl. Ellers behandler TypeScript data som et Person-objekt.

Eksempel 3: Tjek for en specifik Enum-værdi

Overvej en enum, der repræsenterer forskellige ordrestatusser.

            enum OrderStatus {
  PENDING = "PENDING",
  PROCESSING = "PROCESSING",
  SHIPPED = "SHIPPED",
  DELIVERED = "DELIVERED",
}

function assertIsOrderStatus(value: any): asserts value is OrderStatus {
  if (!Object.values(OrderStatus).includes(value)) {
    throw new Error(`Expected OrderStatus, but received ${value}`);
  }
}

function processOrder(status: any) {
  assertIsOrderStatus(status);
  // TypeScript ved nu, at 'status' er en OrderStatus
  console.log(`Order status: ${status}`);
}

processOrder(OrderStatus.SHIPPED); // Virker fint
// processOrder("CANCELLED"); // Kaster en fejl ved runtime

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel sikrer assertIsOrderStatus, at inputværdien er en gyldig OrderStatus enum-værdi. Hvis den ikke er det, kaster den en fejl. Dette hjælper med at forhindre, at ugyldige ordrestatusser bliver behandlet.

Eksempel 4: Brug af type-predikater med assertion-funktioner

Det er muligt at kombinere type-predikater og assertion-funktioner for større fleksibilitet.

            function isString(value: any): value is string {
    return typeof value === 'string';
}

function assertString(value: any): asserts value is string {
    if (!isString(value)) {
        throw new Error(`Expected a string, but received ${typeof value}`);
    }
}

function processValue(input: any) {
    assertString(input);
    console.log(input.toUpperCase());
}

processValue("TypeScript"); // Virker
// processValue(123); // Kaster en fejl

            

              
                Copy
              
            
          

Bedste Praksis

• Hold Assertions Koncise: Fokuser på at validere de væsentlige egenskaber eller betingelser, der kræves for, at din kode fungerer korrekt. Undgå alt for komplekse assertions, der kan gøre din applikation langsommere.
• Giv Tydelige Fejlmeddelelser: Inkluder informative fejlmeddelelser, der hjælper udviklere med hurtigt at identificere årsagen til fejlen og hvordan den rettes. Brug specifikt sprog, der vejleder brugeren. For eksempel, i stedet for at sige "Ugyldige data," sig "Forventede et objekt med egenskaberne 'name' og 'age'."
• Brug Type-predikater til Komplekse Tjek: Hvis din valideringslogik er kompleks, overvej at bruge type-predikater til at indkapsle logikken for typekontrol og forbedre kodens læsbarhed.
• Overvej Ydelsesmæssige Konsekvenser: Runtime typevalidering tilføjer overhead til din applikation. Brug assertion signatures med omtanke og kun når det er nødvendigt. Statisk typekontrol bør foretrækkes, hvor det er muligt.
• Håndter Fejl Elegant: Sørg for, at din applikation håndterer fejl kastet af assertion-funktioner elegant, forhindrer nedbrud og giver en god brugeroplevelse. Overvej at pakke den potentielt fejlende kode ind i try-catch-blokke.
• Dokumenter Dine Assertions: Dokumenter klart formålet og adfærden af dine assertion-funktioner, og forklar de betingelser, de tjekker, samt de forventede typer. Dette vil hjælpe andre udviklere med at forstå og bruge din kode korrekt.

Anvendelsestilfælde på tværs af forskellige brancher

Assertion signatures kan være gavnlige i forskellige brancher:

• E-handel: Validering af brugerinput under checkout for at sikre, at leveringsadresser, betalingsoplysninger og ordredetaljer er korrekte.
• Finans: Verificering af finansielle data fra eksterne kilder, såsom aktiekurser eller valutakurser, før de bruges i beregninger eller rapporter.
• Sundhedssektoren: Sikring af, at patientdata overholder specifikke formater og standarder, såsom medicinske journaler eller laboratorieresultater.
• Produktion: Validering af data fra sensorer og maskineri for at sikre, at produktionsprocesser kører problemfrit og effektivt.
• Logistik: Tjek af forsendelsesdata, såsom sporingsnumre og leveringsadresser, for at sikre, at de er nøjagtige og fuldstændige.

Alternativer til Assertion Signatures

Selvom assertion signatures er et stærkt værktøj, findes der også andre tilgange til runtime typevalidering i TypeScript:

• Type Guards: Type guards er funktioner, der returnerer en boolesk værdi, som angiver, om en værdi er af en bestemt type. De kan bruges til at indsnævre typen af en variabel inden for en betinget blok. I modsætning til assertion signatures kaster de dog ikke fejl, når typekontrollen mislykkes.
• Runtime Type-tjek Biblioteker: Biblioteker som io-ts, zod og yup tilbyder omfattende runtime typekontrol-funktioner, herunder skemavalidering og datatransformation. Disse biblioteker kan være særligt nyttige, når man arbejder med komplekse datastrukturer eller eksterne API'er.

Konklusion

TypeScript assertion signatures udgør en stærk mekanisme til at håndhæve runtime typevalidering, hvilket forbedrer kodens pålidelighed og forhindrer uventede fejl. Ved at definere funktioner, der fastslår typen af en værdi, kan du forbedre typesikkerheden, indsnævre typer og gøre din kode mere eksplicit og vedligeholdelsesvenlig. Selvom der findes alternativer, tilbyder assertion signatures en letvægts og effektiv måde at tilføje runtime type-tjek til dine TypeScript-projekter. Ved at følge bedste praksis og omhyggeligt overveje ydelsesmæssige konsekvenser, kan du udnytte assertion signatures til at bygge mere robuste og pålidelige applikationer.

Husk, at assertion signatures er mest effektive, når de bruges i kombination med TypeScripts statiske typekontrol-funktioner. De bør bruges til at supplere, ikke erstatte, statisk typekontrol. Ved at kombinere statisk og runtime typevalidering kan du opnå et højt niveau af kodesikkerhed og forhindre mange almindelige fejl.