قدرت دستکاری پیشرفته نوع را در TypeScript باز کنید. این راهنما انواع شرطی، انواع نگاشت شده، استنتاج و موارد دیگر را برای ساخت سیستم‌های نرم‌افزاری جهانی مستحکم، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری بررسی می‌کند.
دستکاری انواع: تکنیک‌های پیشرفته تبدیل نوع برای طراحی نرم‌افزار مستحکم
در چشم‌انداز در حال تحول توسعه نرم‌افزار مدرن، سیستم‌های نوع نقشی حیاتی‌تر و فزاینده در ساخت برنامه‌های کاربردی انعطاف‌پذیر، قابل نگهداری و مقیاس‌پذیر ایفا می‌کنند. TypeScript، به طور خاص، به عنوان یک نیروی غالب ظهور کرده است و جاوا اسکریپت را با قابلیت‌های قدرتمند تایپ استاتیک گسترش می‌دهد. در حالی که بسیاری از توسعه‌دهندگان با اعلان‌های نوع پایه آشنا هستند، قدرت واقعی TypeScript در ویژگی‌های پیشرفته دستکاری نوع آن نهفته است - تکنیک‌هایی که به شما امکان می‌دهند انواع جدید را به صورت پویا از انواع موجود تبدیل، گسترش و مشتق کنید. این قابلیت‌ها TypeScript را فراتر از صرفاً بررسی نوع به قلمرویی که اغلب به عنوان "برنامه‌نویسی سطح نوع" شناخته می‌شود، سوق می‌دهند.
این راهنمای جامع به دنیای پیچیده تکنیک‌های پیشرفته تبدیل نوع می‌پردازد. ما بررسی خواهیم کرد که چگونه این ابزارهای قدرتمند می‌توانند کدبیس شما را ارتقا دهند، بهره‌وری توسعه‌دهنده را بهبود بخشند و استحکام کلی نرم‌افزار شما را افزایش دهند، صرف نظر از اینکه تیم شما در کجا واقع شده است یا در چه حوزه خاصی کار می‌کنید. از بازسازی ساختارهای داده پیچیده گرفته تا ایجاد کتابخانه‌های بسیار قابل توسعه، تسلط بر دستکاری نوع یک مهارت ضروری برای هر توسعه‌دهنده جدی TypeScript است که در محیط توسعه جهانی به دنبال برتری است.
ماهیت دستکاری نوع: چرا اهمیت دارد
در هسته خود، دستکاری نوع در مورد ایجاد تعاریف نوع انعطاف‌پذیر و سازگار است. سناریویی را تصور کنید که در آن یک ساختار داده پایه دارید، اما بخش‌های مختلف برنامه شما به نسخه‌های کمی اصلاح شده از آن نیاز دارند - شاید برخی خصوصیات باید اختیاری باشند، برخی دیگر فقط خواندنی، یا زیرمجموعه‌ای از خصوصیات نیاز به استخراج داشته باشند. به جای تکرار دستی و نگهداری تعاریف متعدد نوع، دستکاری نوع به شما امکان می‌دهد این تغییرات را به صورت برنامه‌نویسی تولید کنید. این رویکرد چندین مزیت عمیق ارائه می‌دهد:
- کاهش کد تکراری: از نوشتن تعاریف نوع تکراری خودداری کنید. یک نوع پایه واحد می‌تواند انواع مشتق شده زیادی را ایجاد کند.
- نگهداری بهبود یافته: تغییرات در نوع پایه به طور خودکار به تمام انواع مشتق شده منتشر می‌شود و خطر ناهماهنگی‌ها و خطاها را در سراسر کدبیس بزرگ کاهش می‌دهد. این امر به ویژه برای تیم‌های توزیع شده جهانی که ارتباط نادرست می‌تواند منجر به تعاریف نوع متفاوت شود، حیاتی است.
- ایمنی نوع بهبود یافته: با مشتق کردن سیستماتیک انواع، درجه بالاتری از صحت نوع را در سراسر برنامه خود تضمین می‌کنید و اشکالات بالقوه را در زمان کامپایل به جای زمان اجرا شناسایی می‌کنید.
- انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری بیشتر: APIها و کتابخانه‌هایی را طراحی کنید که بسیار سازگار با موارد استفاده مختلف بدون قربانی کردن ایمنی نوع باشند. این به توسعه‌دهندگان در سراسر جهان اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌های شما را با اطمینان ادغام کنند.
- تجربه بهتر توسعه‌دهنده: استنتاج هوشمند نوع و تکمیل خودکار دقیق‌تر و مفیدتر می‌شوند، که توسعه را تسریع کرده و بار شناختی را کاهش می‌دهد، که یک مزیت جهانی برای همه توسعه‌دهندگان است.
بیایید این سفر را آغاز کنیم تا تکنیک‌های پیشرفته‌ای را کشف کنیم که برنامه‌نویسی سطح نوع را بسیار تحول‌آفرین می‌سازد.
بلوک‌های سازنده اصلی تبدیل نوع: انواع ابزاری
TypeScript مجموعه‌ای از "انواع ابزاری" داخلی را ارائه می‌دهد که به عنوان ابزارهای اساسی برای تبدیل‌های رایج نوع عمل می‌کنند. اینها نقاط شروع عالی برای درک اصول دستکاری نوع قبل از پرداختن به ایجاد تبدیل‌های پیچیده خودتان هستند.
۱. Partial<T>
این نوع ابزاری نوعی را با تمام خصوصیات T که اختیاری تنظیم شده‌اند، ایجاد می‌کند. زمانی که به نوعی نیاز دارید که زیرمجموعه‌ای از خصوصیات یک شیء موجود را نشان دهد، اغلب برای عملیات به‌روزرسانی که در آن همه فیلدها ارائه نمی‌شوند، فوق‌العاده مفید است.
مثال:
interface UserProfile { id: string; username: string; email: string; country: string; avatarUrl?: string; }
type PartialUserProfile = Partial<UserProfile>; /* معادل: type PartialUserProfile = { id?: string; username?: string; email?: string; country?: string; avatarUrl?: string; }; */
const updateUserData: PartialUserProfile = { email: 'new.email@example.com' }; const newUserData: PartialUserProfile = { username: 'global_user_X', country: 'Germany' };
۲. Required<T>
برعکس، Required<T> نوعی را ایجاد می‌کند که شامل تمام خصوصیات T است که اجباری تنظیم شده‌اند. این زمانی مفید است که رابطی با خصوصیات اختیاری دارید، اما در یک زمینه خاص، می‌دانید که آن خصوصیات همیشه وجود خواهند داشت.
مثال:
interface Configuration { timeout?: number; retries?: number; apiKey: string; }
type StrictConfiguration = Required<Configuration>; /* معادل: type StrictConfiguration = { timeout: number; retries: number; apiKey: string; }; */
const defaultConfiguration: StrictConfiguration = { timeout: 5000, retries: 3, apiKey: 'XYZ123' };
۳. Readonly<T>
این نوع ابزاری نوعی را با تمام خصوصیات T که فقط خواندنی تنظیم شده‌اند، ایجاد می‌کند. این برای اطمینان از عدم تغییرناپذیری، به ویژه هنگام ارسال داده به توابعی که نباید شیء اصلی را تغییر دهند، یا هنگام طراحی سیستم‌های مدیریت وضعیت، ارزشمند است.
مثال:
interface Product { id: string; name: string; price: number; }
type ImmutableProduct = Readonly<Product>; /* معادل: type ImmutableProduct = { readonly id: string; readonly name: string; readonly price: number; }; */
const catalogItem: ImmutableProduct = { id: 'P001', name: 'Global Widget', price: 99.99 }; // catalogItem.name = 'New Name'; // Error: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.
۴. Pick<T, K>
Pick<T, K> نوعی را با انتخاب مجموعه خصوصیات K (اتحاد رشته‌ای از لیترال‌ها) از T ایجاد می‌کند. این برای استخراج زیرمجموعه‌ای از خصوصیات از یک نوع بزرگتر عالی است.
مثال:
interface Employee { id: string; name: string; department: string; salary: number; email: string; }
type EmployeeOverview = Pick<Employee, 'name' | 'department' | 'email'>; /* معادل: type EmployeeOverview = { name: string; department: string; email: string; }; */
const hrView: EmployeeOverview = { name: 'Javier Garcia', department: 'Human Resources', email: 'javier.g@globalcorp.com' };
۵. Omit<T, K>
Omit<T, K> نوعی را با انتخاب تمام خصوصیات از T و سپس حذف K (اتحاد رشته‌ای از لیترال‌ها) ایجاد می‌کند. این معکوس Pick<T, K> است و به همان اندازه برای ایجاد انواع مشتق شده با خصوصیات خاص حذف شده مفید است.
مثال:
interface Employee { /* همان بالا */ }
type EmployeePublicProfile = Omit<Employee, 'salary' | 'id'>; /* معادل: type EmployeePublicProfile = { name: string; department: string; email: string; }; */
const publicInfo: EmployeePublicProfile = { name: 'Javier Garcia', department: 'Human Resources', email: 'javier.g@globalcorp.com' };
۶. Exclude<T, U>
Exclude<T, U> نوعی را با حذف از T تمام اعضای اتحاد که قابل تخصیص به U هستند، ایجاد می‌کند. این عمدتاً برای انواع اتحاد است.
مثال:
type EventStatus = 'pending' | 'processing' | 'completed' | 'failed' | 'cancelled'; type ActiveStatus = Exclude<EventStatus, 'completed' | 'failed' | 'cancelled'>; /* معادل: type ActiveStatus = "pending" | "processing"; */
۷. Extract<T, U>
Extract<T, U> نوعی را با استخراج از T تمام اعضای اتحاد که قابل تخصیص به U هستند، ایجاد می‌کند. این معکوس Exclude<T, U> است.
مثال:
type AllDataTypes = string | number | boolean | string[] | { key: string }; type ObjectTypes = Extract<AllDataTypes, object>; /* معادل: type ObjectTypes = string[] | { key: string }; */
۸. NonNullable<T>
NonNullable<T> نوعی را با حذف null و undefined از T ایجاد می‌کند. برای تعریف دقیق انواع که در آن مقادیر null یا undefined مورد انتظار نیستند، مفید است.
مثال:
type NullableString = string | null | undefined; type CleanString = NonNullable<NullableString>; /* معادل: type CleanString = string; */
۹. Record<K, T>
Record<K, T> نوع شیئی را ایجاد می‌کند که کلیدهای خصوصیت آن K و مقادیر خصوصیت آن T است. این برای ایجاد انواع شبیه دیکشنری قدرتمند است.
مثال:
type Countries = 'USA' | 'Japan' | 'Brazil' | 'Kenya'; type CurrencyMapping = Record<Countries, string>; /* معادل: type CurrencyMapping = { USA: string; Japan: string; Brazil: string; Kenya: string; }; */
const countryCurrencies: CurrencyMapping = { USA: 'USD', Japan: 'JPY', Brazil: 'BRL', Kenya: 'KES' };
این انواع ابزاری پایه‌ای هستند. آنها مفهوم تبدیل یک نوع به نوع دیگر را بر اساس قوانین از پیش تعریف شده نشان می‌دهند. اکنون، بیایید بررسی کنیم که چگونه چنین قوانینی را خودمان بسازیم.
انواع شرطی: قدرت "اگر-آنelse" در سطح نوع
انواع شرطی به شما امکان می‌دهند نوعی را تعریف کنید که به یک شرط بستگی دارد. آنها مشابه عملگرهای شرطی (سه‌تایی) در جاوا اسکریپت هستند (condition ? trueExpression : falseExpression) اما بر روی انواع عمل می‌کنند. نحو آن T extends U ? X : Y است.
این بدان معنی است: اگر نوع T قابل تخصیص به نوع U باشد، نتیجه نوع X است؛ در غیر این صورت، Y است.
انواع شرطی یکی از قدرتمندترین ویژگی‌ها برای دستکاری پیشرفته نوع هستند زیرا منطق را به سیستم نوع معرفی می‌کنند.
مثال پایه:
بیایید یک NonNullable ساده شده را دوباره پیاده‌سازی کنیم:
type MyNonNullable<T> = T extends null | undefined ? never : T;
type Result1 = MyNonNullable<string | null>; // string type Result2 = MyNonNullable<number | undefined>; // number type Result3 = MyNonNullable<boolean>; // boolean
در اینجا، اگر T برابر با null یا undefined باشد، حذف می‌شود (که با never نشان داده می‌شود، که به طور موثر آن را از یک نوع اتحاد حذف می‌کند). در غیر این صورت، T باقی می‌ماند.
انواع شرطی توزیع شونده:
رفتار مهم انواع شرطی، توزیع آنها بر روی انواع اتحاد است. هنگامی که یک نوع شرطی بر روی یک پارامتر نوع برهنه (پارامتر نوعی که در یک نوع دیگر بسته‌بندی نشده است) عمل می‌کند، آن را بر روی اعضای اتحاد توزیع می‌کند. این بدان معنی است که نوع شرطی به طور جداگانه بر روی هر عضو اتحاد اعمال می‌شود و سپس نتایج در یک اتحاد جدید ترکیب می‌شوند.
مثال توزیع:
نوعی را در نظر بگیرید که بررسی می‌کند آیا یک نوع رشته یا عدد است:
type IsStringOrNumber<T> = T extends string | number ? 'stringOrNumber' : 'other';
type Test1 = IsStringOrNumber<string>; // "stringOrNumber" type Test2 = IsStringOrNumber<boolean>; // "other" type Test3 = IsStringOrNumber<string | boolean>; // "stringOrNumber" | "other" (چون توزیع می‌شود)
بدون توزیع، Test3 بررسی می‌کند که آیا string | boolean قابل تخصیص به string | number است (که کاملاً اینطور نیست)، که ممکن است منجر به "other" شود. اما چون توزیع می‌شود، string extends string | number ? ... : ... و boolean extends string | number ? ... : ... را به طور جداگانه ارزیابی می‌کند، سپس نتایج را با هم ترکیب می‌کند.
کاربرد عملی: صاف کردن نوع اتحاد
فرض کنید یک اتحاد از اشیاء دارید و می‌خواهید خصوصیات مشترک را استخراج کنید یا آنها را به روش خاصی ادغام کنید. انواع شرطی کلیدی هستند.
type Flatten<T> = T extends infer R ? { [K in keyof R]: R[K] } : never;
در حالی که این Flatten ساده ممکن است به تنهایی کاری زیادی انجام ندهد، اما نشان می‌دهد که چگونه یک نوع شرطی می‌تواند به عنوان "محرک" برای توزیع عمل کند، به خصوص هنگامی که با کلیدواژه infer که در ادامه بحث خواهیم کرد، ترکیب شود.
انواع شرطی منطق پیچیده سطح نوع را قادر می‌سازند و آنها را به ستون فقرات تبدیل‌های پیشرفته نوع تبدیل می‌کنند. آنها اغلب با تکنیک‌های دیگر، به ویژه کلیدواژه infer ترکیب می‌شوند.
استنتاج در انواع شرطی: کلیدواژه 'infer'
کلیدواژه infer به شما امکان می‌دهد یک متغیر نوع را در بند extends یک نوع شرطی اعلام کنید. این متغیر سپس می‌تواند برای "ضبط" نوعی که در حال تطبیق است استفاده شود و آن را در شاخه واقعی نوع شرطی در دسترس قرار دهد. این مانند تطبیق الگو برای انواع است.
نحو: T extends SomeType<infer U> ? U : FallbackType;
این برای تجزیه انواع و استخراج بخش‌های خاصی از آنها فوق‌العاده قدرتمند است. بیایید برخی از انواع ابزاری اصلی را با استفاده از infer دوباره پیاده‌سازی کنیم تا مکانیسم آن را درک کنیم.
۱. ReturnType<T>
این نوع ابزاری نوع بازگشتی یک نوع تابع را استخراج می‌کند. تصور کنید مجموعه‌ای جهانی از توابع ابزاری دارید و نیاز دارید دقیقاً نوع داده‌ای را که تولید می‌کنند بدون فراخوانی آنها بدانید.
پیاده‌سازی رسمی (ساده شده):
type MyReturnType<T> = T extends (...args: any[]) => infer R ? R : any;
مثال:
function getUserData(userId: string): { id: string; name: string; email: string } { return { id: userId, name: 'John Doe', email: 'john.doe@example.com' }; }
type UserDataType = MyReturnType<typeof getUserData>; /* معادل: type UserDataType = { id: string; name: string; email: string; }; */
۲. Parameters<T>
این نوع ابزاری انواع پارامترهای یک نوع تابع را به صورت یک تاپل استخراج می‌کند. برای ایجاد پوشش‌های نوع ایمن یا تزئین‌کننده‌ها ضروری است.
پیاده‌سازی رسمی (ساده شده):
type MyParameters<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: infer P) => any ? P : never;
مثال:
function sendNotification(userId: string, message: string, priority: 'low' | 'medium' | 'high'): boolean { console.log(`Sending notification to ${userId}: ${message} with priority ${priority}`); return true; }
type NotificationArgs = MyParameters<typeof sendNotification>; /* معادل: type NotificationArgs = [userId: string, message: string, priority: 'low' | 'medium' | 'high']; */
۳. UnpackPromise<T>
این یک نوع ابزاری سفارشی رایج برای کار با عملیات ناهمزمان است. این نوع مقدار حل شده یک Promise را استخراج می‌کند.
type UnpackPromise<T> = T extends Promise<infer U> ? U : T;
مثال:
async function fetchConfig(): Promise<{ apiBaseUrl: string; timeout: number }> { return { apiBaseUrl: 'https://api.globalapp.com', timeout: 60000 }; }
type ConfigType = UnpackPromise<ReturnType<typeof fetchConfig>>; /* معادل: type ConfigType = { apiBaseUrl: string; timeout: number; }; */
کلیدواژه infer، همراه با انواع شرطی، مکانیزمی را برای درون‌نگری و استخراج بخش‌هایی از انواع پیچیده فراهم می‌کند و پایه بسیاری از تبدیل‌های پیشرفته نوع را تشکیل می‌دهد.
انواع نگاشت شده: تبدیل اشکال اشیاء به صورت سیستماتیک
انواع نگاشت شده یک ویژگی قدرتمند برای ایجاد انواع شیء جدید با تبدیل خصوصیات یک نوع شیء موجود هستند. آنها بر روی کلیدهای یک نوع داده شده تکرار می‌کنند و یک تبدیل را بر روی هر خصوصیت اعمال می‌کنند. نحو معمولاً به شکل [P in K]: T[P] است، که در آن K معمولاً keyof T است.
نحو پایه:
type MyMappedType<T> = { [P in keyof T]: T[P]; // هیچ تبدیل واقعی در اینجا انجام نمی‌شود، فقط کپی کردن خصوصیات };
این ساختار اساسی است. جادو زمانی اتفاق می‌افتد که خصوصیت یا نوع مقدار را در داخل براکت‌ها تغییر دهید.
مثال: پیاده‌سازی `Readonly
type MyReadonly<T> = { readonly [P in keyof T]: T[P]; };
مثال: پیاده‌سازی `Partial
type MyPartial<T> = { [P in keyof T]?: T[P]; };
? بعد از P in keyof T خصوصیت را اختیاری می‌کند. به طور مشابه، می‌توانید با -[P in keyof T]?: T[P] اختیاری بودن را حذف کرده و با -readonly [P in keyof T]: T[P] خصوصیت فقط خواندنی را حذف کنید.
بازنگاشت کلید با بند 'as':
TypeScript 4.1 بند as را در انواع نگاشت شده معرفی کرد و به شما امکان می‌دهد کلیدهای خصوصیت را بازنگاشت کنید. این برای تبدیل نام خصوصیات، مانند افزودن پیشوند/پسوند، تغییر حروف، یا فیلتر کردن کلیدها فوق‌العاده مفید است.
نحو: [P in K as NewKeyType]: T[P];
مثال: افزودن پیشوند به تمام کلیدها
type EventPayload = { userId: string; action: string; timestamp: number; };
type PrefixedPayload<T> = { [K in keyof T as `event${Capitalize<string & K>}`]: T[K]; };
type TrackedEvent = PrefixedPayload<EventPayload>; /* معادل: type TrackedEvent = { eventUserId: string; eventAction: string; eventTimestamp: number; }; */
در اینجا، Capitalize<string & K> یک نوع رشته‌ای الگو (که در ادامه بحث خواهد شد) است که اولین حرف کلید را به حرف بزرگ تبدیل می‌کند. string & K اطمینان حاصل می‌کند که K به عنوان یک رشته لیترال برای ابزار Capitalize در نظر گرفته می‌شود.
فیلتر کردن خصوصیات در طول نگاشت:
شما همچنین می‌توانید از انواع شرطی در بند as برای فیلتر کردن خصوصیات یا تغییر نام آنها به صورت شرطی استفاده کنید. اگر نوع شرطی به never حل شود، خصوصیت از نوع جدید حذف می‌شود.
مثال: حذف خصوصیات با نوع خاص
type Config = { appName: string; version: number; debugMode: boolean; apiEndpoint: string; };
type StringProperties<T> = { [K in keyof T as T[K] extends string ? K : never]: T[K]; };
type AppStringConfig = StringProperties<Config>; /* معادل: type AppStringConfig = { appName: string; apiEndpoint: string; }; */
انواع نگاشت شده برای تبدیل شکل اشیاء بسیار همه‌کاره هستند، که یک الزام رایج در پردازش داده، طراحی API و مدیریت خصوصیات کامپوننت در مناطق و پلتفرم‌های مختلف است.
انواع رشته‌ای الگو: دستکاری رشته برای انواع
انواع رشته‌ای الگو که در TypeScript 4.1 معرفی شد، قدرت رشته‌های الگو جاوا اسکریپت را به سیستم نوع می‌آورد. آنها به شما امکان می‌دهند انواع رشته‌ای لیترال جدیدی را با الحاق رشته‌های لیترال با انواع اتحاد و سایر انواع رشته‌ای لیترال ایجاد کنید. این ویژگی طیف وسیعی از امکانات را برای ایجاد انواع مبتنی بر الگوهای رشته‌ای خاص باز می‌کند.
نحو: بک‌تیک‌ها (`) درست مانند رشته‌های الگوی جاوا اسکریپت برای جاسازی انواع در نگهدارنده‌ها (${Type}) استفاده می‌شوند.
مثال: الحاق پایه
type Greeting = 'Hello'; type Name = 'World' | 'Universe'; type FullGreeting = `${Greeting} ${Name}!`; /* معادل: type FullGreeting = "Hello World!" | "Hello Universe!"; */
این در حال حاضر برای تولید انواع اتحاد رشته‌های لیترال بر اساس انواع رشته‌ای لیترال موجود، بسیار قدرتمند است.
انواع ابزاری دستکاری رشته داخلی:
TypeScript همچنین چهار نوع ابزاری داخلی را ارائه می‌دهد که از انواع رشته‌ای الگو برای تبدیل‌های رایج رشته استفاده می‌کنند:
- Capitalize<S>: اولین حرف یک نوع رشته‌ای لیترال را به معادل بزرگ آن تبدیل می‌کند.
- Lowercase<S>: هر حرف را در یک نوع رشته‌ای لیترال به معادل کوچک آن تبدیل می‌کند.
- Uppercase<S>: هر حرف را در یک نوع رشته‌ای لیترال به معادل بزرگ آن تبدیل می‌کند.
- Uncapitalize<S>: اولین حرف یک نوع رشته‌ای لیترال را به معادل کوچک آن تبدیل می‌کند.
مثال استفاده:
type Locale = 'en-US' | 'fr-CA' | 'ja-JP'; type EventAction = 'click' | 'hover' | 'submit';
type EventID = `${Uppercase<EventAction>}_${Capitalize<Locale>}`; /* معادل: type EventID = "CLICK_En-US" | "CLICK_Fr-CA" | "CLICK_Ja-JP" | "HOVER_En-US" | "HOVER_Fr-CA" | "HOVER_Ja-JP" | "SUBMIT_En-US" | "SUBMIT_Fr-CA" | "SUBMIT_Ja-JP"; */
این نشان می‌دهد که چگونه می‌توانید انواع اتحاد پیچیده‌ای از رشته‌های لیترال را برای مواردی مانند شناسه‌های رویداد بین‌المللی، نقاط پایانی API یا نام کلاس‌های CSS به شیوه‌ای ایمن از نظر نوع ایجاد کنید.
ترکیب با انواع نگاشت شده برای کلیدهای پویا:
قدرت واقعی انواع رشته‌ای الگو اغلب زمانی آشکار می‌شود که با انواع نگاشت شده و بند as برای بازنگاشت کلید ترکیب می‌شوند.
مثال: ایجاد انواع Getter/Setter برای یک شیء
interface Settings { theme: 'dark' | 'light'; notificationsEnabled: boolean; }
type GetterSetters<T> = { [K in keyof T as `get${Capitalize<string & K>}`]: () => T[K]; } & { [K in keyof T as `set${Capitalize<string & K>}`]: (value: T[K]) => void; };
type SettingsAPI = GetterSetters<Settings>; /* معادل: type SettingsAPI = { getTheme: () => "dark" | "light"; getNotificationsEnabled: () => boolean; } & { setTheme: (value: "dark" | "light") => void; setNotificationsEnabled: (value: boolean) => void; }; */
این تبدیل نوعی جدید با متدهایی مانند getTheme()، setTheme('dark') و غیره، مستقیماً از رابط پایه Settings شما، همه با ایمنی نوع قوی، ایجاد می‌کند. این برای تولید رابط‌های کلاینت کاملاً تایپ شده برای APIهای بک‌اند یا اشیاء پیکربندی ارزشمند است.
تبدیل‌های نوع بازگشتی: مدیریت ساختارهای تودرتو
بسیاری از ساختارهای داده دنیای واقعی عمیقاً تودرتو هستند. به اشیاء JSON پیچیده بازگشتی از APIها، درختان پیکربندی، یا خصوصیات کامپوننت‌های تودرتو فکر کنید. اعمال تبدیل‌های نوع بر روی این ساختارها اغلب نیاز به یک رویکرد بازگشتی دارد. سیستم نوع TypeScript از بازگشت پشتیبانی می‌کند و به شما امکان می‌دهد انواع را تعریف کنید که به خودشان ارجاع می‌دهند، و تبدیل‌هایی را فعال می‌کنند که می‌توانند انواع را در هر عمقی پیمایش و اصلاح کنند.
با این حال، بازگشت در سطح نوع محدودیت‌هایی دارد. TypeScript دارای محدودیت عمق بازگشت است (اغلب حدود ۵۰ سطح، اگرچه می‌تواند متفاوت باشد)، فراتر از آن خطا می‌دهد تا از محاسبات نوع بی‌پایان جلوگیری کند. طراحی انواع بازگشتی با دقت برای جلوگیری از رسیدن به این محدودیت‌ها یا افتادن در حلقه‌های بی‌پایان مهم است.
مثال: DeepReadonly<T>
در حالی که Readonly<T> خصوصیات فوری یک شیء را فقط خواندنی می‌کند، این را به صورت بازگشتی برای اشیاء تودرتو اعمال نمی‌کند. برای یک ساختار کاملاً غیرقابل تغییر، به DeepReadonly نیاز دارید.
type DeepReadonly<T> = T extends object ? { readonly [K in keyof T]: DeepReadonly<T[K]>; } : T;
بیایید این را تجزیه کنیم:
- T extends object ? ... : T;: این یک نوع شرطی است. بررسی می‌کند که آیا T یک شیء است (یا آرایه، که در جاوا اسکریپت نیز یک شیء است). اگر شیء نباشد (یعنی یک نوع اولیه مانند string، number، boolean، null، undefined، یا تابع باشد)، به سادگی T را برمی‌گرداند، زیرا انواع اولیه ذاتاً غیرقابل تغییر هستند.
- { readonly [K in keyof T]: DeepReadonly<T[K]>; }: اگر T یک شیء باشد، یک نوع نگاشت شده را اعمال می‌کند.
- readonly [K in keyof T]: این بر روی هر خصوصیت K در T تکرار می‌شود و آن را به عنوان readonly علامت‌گذاری می‌کند.
- DeepReadonly<T[K]>: بخش مهم. برای مقدار هر خصوصیت T[K]، به صورت بازگشتی DeepReadonly را فراخوانی می‌کند. این اطمینان حاصل می‌کند که اگر T[K] خود یک شیء باشد، فرآیند تکرار می‌شود و خصوصیات تودرتو آن نیز فقط خواندنی می‌شوند.
مثال استفاده:
interface UserSettings { theme: 'dark' | 'light'; notifications: { email: boolean; sms: boolean; }; preferences: string[]; }
type ImmutableUserSettings = DeepReadonly<UserSettings>; /* معادل: type ImmutableUserSettings = { readonly theme: "dark" | "light"; readonly notifications: { readonly email: boolean; readonly sms: boolean; }; readonly preferences: readonly string[]; // عناصر آرایه فقط خواندنی نیستند، اما خود آرایه هست. }; */
const userConfig: ImmutableUserSettings = { theme: 'dark', notifications: { email: true, sms: false }, preferences: ['darkMode', 'notifications'] };
// userConfig.theme = 'light'; // Error! // userConfig.notifications.email = false; // Error! // userConfig.preferences.push('locale'); // Error! (برای ارجاع آرایه، نه عناصر آن)
مثال: DeepPartial<T>
مشابه DeepReadonly، DeepPartial تمام خصوصیات، از جمله آنهایی که در اشیاء تودرتو هستند، را اختیاری می‌کند.
type DeepPartial<T> = T extends object ? { [K in keyof T]?: DeepPartial<T[K]>; } : T;
مثال استفاده:
interface PaymentDetails { card: { number: string; expiry: string; }; billingAddress: { street: string; city: string; zip: string; country: string; }; }
type PaymentUpdate = DeepPartial<PaymentDetails>; /* معادل: type PaymentUpdate = { card?: { number?: string; expiry?: string; }; billingAddress?: { street?: string; city?: string; zip?: string; country?: string; }; }; */
const updateAddress: PaymentUpdate = { billingAddress: { country: 'Canada', zip: 'A1B 2C3' } };
انواع بازگشتی برای مدیریت مدل‌های داده پیچیده و سلسله مراتبی رایج در برنامه‌های سازمانی، بارگذاری‌های API و مدیریت پیکربندی برای سیستم‌های جهانی ضروری هستند و تعاریف دقیق نوع را برای به‌روزرسانی‌های جزئی یا ساختارهای عمیق غیرقابل تغییر امکان‌پذیر می‌سازند.
نگهبانان نوع و توابع تأیید: اصلاح نوع در زمان اجرا
در حالی که دستکاری نوع عمدتاً در زمان کامپایل رخ می‌دهد، TypeScript همچنین مکانیزم‌هایی را برای اصلاح انواع در زمان اجرا ارائه می‌دهد: نگهبانان نوع و توابع تأیید. این ویژگی‌ها شکاف بین بررسی نوع استاتیک و اجرای پویا جاوا اسکریپت را پر می‌کنند و به شما امکان می‌دهند انواع را بر اساس بررسی‌های زمان اجرا محدود کنید، که برای مدیریت داده‌های متنوع از منابع مختلف در سطح جهانی حیاتی است.
نگهبانان نوع (توابع پیش‌شرط)
نگهبان نوع تابعی است که یک مقدار بولی را برمی‌گرداند و نوع بازگشتی آن یک پیش‌شرط نوع است. پیش‌شرط نوع به شکل parameterName is Type است. هنگامی که TypeScript یک نگهبان نوع را فراخوانی شده می‌بیند، از نتیجه برای محدود کردن نوع متغیر در آن محدوده استفاده می‌کند.
مثال: انواع اتحاد تمایزدهنده
interface SuccessResponse { status: 'success'; data: any; } interface ErrorResponse { status: 'error'; message: string; code: number; } type ApiResponse = SuccessResponse | ErrorResponse;
function isSuccessResponse(response: ApiResponse): response is SuccessResponse { return response.status === 'success'; }
function handleResponse(response: ApiResponse) { if (isSuccessResponse(response)) { console.log('Data received:', response.data); // 'response' اکنون به عنوان SuccessResponse شناخته می‌شود } else { console.error('Error occurred:', response.message, 'Code:', response.code); // 'response' اکنون به عنوان ErrorResponse شناخته می‌شود } }
نگهبانان نوع برای کار ایمن با انواع اتحاد، به ویژه هنگام پردازش داده‌ها از منابع خارجی مانند APIها که ممکن است ساختارهای متفاوتی را بر اساس موفقیت یا شکست برگردانند، یا انواع پیام‌های مختلف در یک گذرگاه رویداد جهانی، ضروری هستند.
توابع تأیید
توابع تأیید که در TypeScript 3.7 معرفی شدند، شبیه به نگهبانان نوع هستند اما هدفی متفاوت دارند: تأیید اینکه شرطی درست است، و در غیر این صورت، خطا پرتاب کردن. نوع بازگشتی آنها از نحو asserts condition استفاده می‌کند. هنگامی که تابعی با امضای asserts بدون پرتاب خطا بازمی‌گردد، TypeScript نوع آرگومان را بر اساس تأیید محدود می‌کند.
مثال: تأیید عدم وجود null
function assertIsDefined<T>(val: T, message?: string): asserts val is NonNullable<T> { if (val === undefined || val === null) { throw new Error(message || 'Value must be defined'); } }
function processConfig(config: { baseUrl?: string; retries?: number }) { assertIsDefined(config.baseUrl, 'Base URL is required for configuration'); // پس از این خط، config.baseUrl تضمین شده است که 'string' است، نه 'string | undefined' console.log('Processing data from:', config.baseUrl.toUpperCase()); if (config.retries !== undefined) { console.log('Retries:', config.retries); } }
توابع تأیید برای اعمال پیش‌شرط‌ها، اعتبارسنجی ورودی‌ها و اطمینان از وجود مقادیر حیاتی قبل از ادامه عملیات، عالی هستند. این امر در طراحی سیستم‌های مستحکم، به ویژه برای اعتبارسنجی ورودی که داده‌ها ممکن است از منابع غیرقابل اعتماد یا فرم‌های ورودی کاربر که برای کاربران جهانی متنوع طراحی شده‌اند، ارزشمند است.
هم نگهبانان نوع و هم توابع تأیید، عنصر پویایی را به سیستم نوع استاتیک TypeScript ارائه می‌دهند و امکان بررسی‌های زمان اجرا را برای اطلاع‌رسانی به انواع زمان کامپایل، و در نتیجه افزایش ایمنی و قابلیت پیش‌بینی کلی کد را فراهم می‌کنند.
کاربردهای واقعی و بهترین شیوه‌ها
تسلط بر تکنیک‌های پیشرفته تبدیل نوع صرفاً یک تمرین آکادمیک نیست؛ پیامدهای عملی عمیقی برای ساخت نرم‌افزارهای با کیفیت بالا، به ویژه در تیم‌های توسعه توزیع شده جهانی دارد.
۱. تولید مستحکم کلاینت API
مصرف یک API REST یا GraphQL را تصور کنید. به جای تایپ دستی رابط‌های پاسخ برای هر نقطه پایانی، می‌توانید انواع اصلی را تعریف کرده و سپس از انواع نگاشت شده، شرطی و infer برای تولید انواع سمت کلاینت برای درخواست‌ها، پاسخ‌ها و خطاها استفاده کنید. به عنوان مثال، نوعی که یک رشته پرس و جوی GraphQL را به یک شیء نتیجه کاملاً تایپ شده تبدیل می‌کند، نمونه‌ای عالی از دستکاری پیشرفته نوع در عمل است. این امر سازگاری را در سراسر کلاینت‌ها و میکروسرویس‌های مختلف مستقر شده در مناطق مختلف تضمین می‌کند.
۲. توسعه چارچوب و کتابخانه
چارچوب‌های اصلی مانند React، Vue و Angular، یا کتابخانه‌های ابزاری مانند Redux Toolkit، به شدت به دستکاری نوع برای ارائه تجربه توسعه‌دهنده عالی متکی هستند. آنها از این تکنیک‌ها برای استنتاج انواع خصوصیات، وضعیت، سازندگان اقدام و انتخاب‌گرها استفاده می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند کد کمتری بنویسند و در عین حال ایمنی نوع قوی را حفظ کنند. این توسعه‌پذیری برای کتابخانه‌هایی که توسط جامعه جهانی توسعه‌دهندگان پذیرفته شده‌اند، حیاتی است.
۳. مدیریت وضعیت و عدم تغییرپذیری
در برنامه‌هایی با وضعیت پیچیده، اطمینان از عدم تغییرپذیری کلید رفتار قابل پیش‌بینی است. انواع DeepReadonly به اجرای این امر در زمان کامپایل کمک می‌کنند و از تغییرات تصادفی جلوگیری می‌کنند. به طور مشابه، تعریف انواع دقیق برای به‌روزرسانی‌های وضعیت (به عنوان مثال، با استفاده از DeepPartial برای عملیات وصله) می‌تواند اشکالات مربوط به سازگاری وضعیت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، که برای برنامه‌هایی که به کاربران در سراسر جهان خدمات می‌دهند، حیاتی است.
۴. مدیریت پیکربندی
برنامه‌ها اغلب دارای اشیاء پیکربندی پیچیده‌ای هستند. دستکاری نوع می‌تواند به تعریف پیکربندی‌های سختگیرانه، اعمال افزونه‌های خاص محیط (به عنوان مثال، انواع توسعه در مقابل تولید)، یا حتی تولید انواع پیکربندی بر اساس تعاریف طرح کمک کند. این تضمین می‌کند که محیط‌های استقرار مختلف، که ممکن است در قاره‌های مختلف قرار داشته باشند، از پیکربندی‌هایی استفاده می‌کنند که مطابق با قوانین سختگیرانه هستند.
۵. معماری‌های مبتنی بر رویداد
در سیستم‌هایی که رویدادها بین مؤلفه‌ها یا خدمات مختلف جریان دارند، تعریف انواع رویداد واضح بسیار مهم است. انواع رشته‌ای الگو می‌توانند شناسه‌های رویداد منحصر به فردی را تولید کنند (به عنوان مثال، USER_CREATED_V1)، در حالی که انواع شرطی می‌توانند به تمایز بین بارهای رویداد مختلف کمک کنند و ارتباطات مستحکم بین بخش‌های ضعیف متصل سیستم شما را تضمین کنند.
بهترین شیوه‌ها:
- با سادگی شروع کنید: بلافاصله به پیچیده‌ترین راه‌حل نپرید. با انواع ابزاری پایه شروع کنید و تنها زمانی که لازم است پیچیدگی را لایه‌بندی کنید.
- مستندسازی کامل: انواع پیشرفته می‌توانند درک دشواری داشته باشند. از نظرات JSDoc برای توضیح هدف، ورودی‌های مورد انتظار و خروجی‌های آنها استفاده کنید. این برای هر تیمی، به ویژه تیم‌هایی با پیشینه‌های زبانی متنوع، حیاتی است.
- انواع خود را آزمایش کنید: بله، شما می‌توانید انواع را آزمایش کنید! از ابزارهایی مانند tsd (TypeScript Definition Tester) استفاده کنید یا انتساب‌های ساده‌ای بنویسید تا تأیید کنید که انواع شما همانطور که انتظار می‌رود رفتار می‌کنند.
- ترجیح قابلیت استفاده مجدد: انواع ابزاری عمومی ایجاد کنید که بتوانند در سراسر کدبیس شما قابل استفاده مجدد باشند به جای تعاریف نوع موقت و یکباره.
- تعادل پیچیدگی در مقابل وضوح: در حالی که قدرتمند هستند، جادوی نوع بیش از حد پیچیده می‌تواند به بار نگهداری تبدیل شود. به دنبال تعادلی باشید که در آن مزایای ایمنی نوع بر بار شناختی درک تعاریف نوع غلبه کند.
- عملکرد کامپایل را نظارت کنید: انواع بسیار پیچیده یا عمیقاً بازگشتی گاهی اوقات می‌توانند کامپایل TypeScript را کند کنند. اگر کاهش عملکرد را مشاهده کردید، تعاریف نوع خود را بازبینی کنید.
موضوعات پیشرفته و جهت‌گیری‌های آینده
سفر به دستکاری نوع در اینجا پایان نمی‌یابد. تیم TypeScript به طور مداوم نوآوری می‌کند و جامعه به طور فعال مفاهیم پیچیده‌تر را کاوش می‌کند.
نوع‌بندی اسمی در مقابل ساختاری
TypeScript به صورت ساختاری نوع‌بندی شده است، به این معنی که دو نوع سازگار هستند اگر شکل یکسانی داشته باشند، صرف نظر از نام اعلام شده آنها. در مقابل، نوع‌بندی اسمی (یافته شده در زبان‌هایی مانند C# یا Java) انواع را تنها زمانی سازگار می‌داند که زنجیره اعلام یا وراثت یکسانی داشته باشند. در حالی که طبیعت ساختاری TypeScript اغلب مفید است، سناریوهایی وجود دارد که رفتار اسمی مطلوب است (به عنوان مثال، برای جلوگیری از تخصیص نوع UserID به نوع ProductID، حتی اگر هر دو فقط string باشند).
تکنیک‌های برندینگ نوع، با استفاده از خصوصیات نماد منحصر به فرد یا اتحادیه‌های لیترال در ترکیب با انواع تقاطع، به شما امکان می‌دهد تا نوع‌بندی اسمی را در TypeScript شبیه‌سازی کنید. این یک تکنیک پیشرفته برای ایجاد تمایزهای قوی‌تر بین انواع یکسان از نظر ساختاری اما از نظر مفهومی متفاوت است.
مثال (ساده شده):
type Brand<T, B> = T & { __brand: B }; type UserID = Brand<string, 'UserID'>; type ProductID = Brand<string, 'ProductID'>;
function getUser(id: UserID) { /* ... */ } function getProduct(id: ProductID) { /* ... */ }
const myUserId: UserID = 'user-123' as UserID; const myProductId: ProductID = 'prod-456' as ProductID;
getUser(myUserId); // OK // getUser(myProductId); // Error: Type 'ProductID' is not assignable to type 'UserID'.
پارادایم‌های برنامه‌نویسی سطح نوع
همانطور که انواع پویا و گویا تر می‌شوند، توسعه‌دهندگان الگوهای برنامه‌نویسی سطح نوع را کاوش می‌کنند که یادآور برنامه‌نویسی تابعی است. این شامل تکنیک‌هایی برای لیست‌های سطح نوع، ماشین‌های حالت، و حتی کامپایلرهای ابتدایی کاملاً در سیستم نوع است. در حالی که اغلب برای کد برنامه‌های کاربردی معمولی بیش از حد پیچیده هستند، این کاوش‌ها مرزهای آنچه ممکن است را جابجا می‌کنند و ویژگی‌های آینده TypeScript را اطلاع‌رسانی می‌کنند.
نتیجه‌گیری
تکنیک‌های پیشرفته تبدیل نوع در TypeScript چیزی بیش از شکر نحوی هستند؛ آنها ابزارهای اساسی برای ساخت سیستم‌های نرم‌افزاری پیچیده، انعطاف‌پذیر و قابل نگهداری هستند. با پذیرش انواع شرطی، انواع نگاشت شده، کلیدواژه infer، انواع رشته‌ای الگو و الگوهای بازگشتی، قدرتی را به دست می‌آورید تا کد کمتری بنویسید، خطاهای بیشتری را در زمان کامپایل شناسایی کنید و APIهایی طراحی کنید که هم انعطاف‌پذیر و هم فوق‌العاده مستحکم باشند.
با جهانی شدن مداوم صنعت نرم‌افزار، نیاز به شیوه‌های کدنویسی واضح، بدون ابهام و ایمن حتی حیاتی‌تر می‌شود. سیستم نوع پیشرفته TypeScript زبانی جهانی برای تعریف و اجرای ساختارهای داده و رفتارها فراهم می‌کند و اطمینان می‌دهد که تیم‌هایی با پیشینه‌های متنوع می‌توانند به طور مؤثر همکاری کرده و محصولات با کیفیت بالا ارائه دهند. زمان را برای تسلط بر این تکنیک‌ها سرمایه‌گذاری کنید، و سطح جدیدی از بهره‌وری و اطمینان را در سفر توسعه TypeScript خود باز خواهید کرد.
کدام دستکاری‌های پیشرفته نوع را در پروژه‌های خود مفیدتر یافته‌اید؟ بینش‌ها و مثال‌های خود را در بخش نظرات زیر به اشتراک بگذارید!