Template Literal Types: Stringpatroonherkenning en Validatie in TypeScript

Het typesysteem van TypeScript evolueert voortdurend en biedt ontwikkelaars krachtigere tools om complexe logica uit te drukken en typeveiligheid te garanderen. Een van de meest interessante en veelzijdige functies die in recente versies is geïntroduceerd, zijn template literal types. Deze types stellen je in staat om strings op typeniveau te manipuleren, waardoor geavanceerde stringpatroonherkenning en validatie mogelijk is. Dit opent een hele nieuwe wereld aan mogelijkheden voor het creëren van robuustere en beter onderhoudbare applicaties.

Wat zijn Template Literal Types?

Template literal types zijn een vorm van type die wordt geconstrueerd door het combineren van string literal types en union types, vergelijkbaar met hoe template literals werken in JavaScript. Echter, in plaats van runtime strings te creëren, creëren ze nieuwe types gebaseerd op bestaande.

Hier is een basisvoorbeeld:

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

In dit voorbeeld is `Greeting` een template literal type dat een string type `T` als input neemt en een nieuw type retourneert dat de concatenatie is van "Hello, ", `T`, en "!".

Basis Stringpatroonherkenning

Template literal types kunnen worden gebruikt om basis stringpatroonherkenning uit te voeren. Dit stelt je in staat om types te creëren die alleen geldig zijn als ze overeenkomen met een bepaald patroon.

Je kunt bijvoorbeeld een type creëren dat alleen strings accepteert die beginnen met "prefix-":

            type PrefixedString<T extends string> = T extends `prefix-${string}` ? T : never;

type ValidPrefixedString = PrefixedString<"prefix-valid">; // type ValidPrefixedString = "prefix-valid"
type InvalidPrefixedString = PrefixedString<"invalid">; // type InvalidPrefixedString = never

            

              
                Copy
              
            
          

In dit voorbeeld gebruikt `PrefixedString` een conditioneel type om te controleren of de input string `T` begint met "prefix-". Als dat zo is, is het type `T` zelf; anders is het `never`. `never` is een speciaal type in TypeScript dat het type waarden vertegenwoordigt die nooit voorkomen, waardoor de ongeldige string effectief wordt uitgesloten.

Delen van een String extraheren

Template literal types kunnen ook worden gebruikt om delen van een string te extraheren. Dit is vooral handig wanneer je gegevens uit strings moet parsen en deze moet converteren naar verschillende types.

Stel dat je een string hebt die een coördinaat vertegenwoordigt in het formaat "x:10,y:20". Je kunt template literal types gebruiken om de x- en y-waarden te extraheren:

            type CoordinateString = `x:${number},y:${number}`;

type ExtractX<T extends CoordinateString> = T extends `x:${infer X},y:${number}` ? X : never;
type ExtractY<T extends CoordinateString> = T extends `x:${number},y:${infer Y}` ? Y : never;

type XValue = ExtractX<"x:10,y:20">; // type XValue = 10
type YValue = ExtractY<"x:10,y:20">; // type YValue = 20

            

              
                Copy
              
            
          

In dit voorbeeld gebruiken `ExtractX` en `ExtractY` het `infer` keyword om de delen van de string vast te leggen die overeenkomen met het `number` type. `infer` stelt je in staat om een type te extraheren uit een patroonovereenkomst. De vastgelegde types worden vervolgens gebruikt als het retourtype van het conditionele type.

Geavanceerde Stringvalidatie

Template literal types kunnen worden gecombineerd met andere TypeScript-functies, zoals union types en conditionele types, om geavanceerde stringvalidatie uit te voeren. Dit stelt je in staat om types te creëren die complexe regels afdwingen op de structuur en inhoud van strings.

Je kunt bijvoorbeeld een type creëren dat ISO 8601 datumstrings valideert:

            type Year = `${number}${number}${number}${number}`;
type Month = `0${number}` | `10` | `11` | `12` ;
type Day = `${0}${number}` | `${1 | 2}${number}` | `30` | `31` ;

type ISODate = `${Year}-${Month}-${Day}`;

type ValidDate = ISODate extends "2023-10-27" ? true : false; // true
type InvalidDate = ISODate extends "2023-13-27" ? true : false; // false

function processDate(date: ISODate) {
  // Function logic here.  TypeScript enforces the ISODate format.
  return `Processing date: ${date}`;
}

console.log(processDate("2024-01-15")); // Works
//console.log(processDate("2024-1-15")); // TypeScript error: Argument of type '"2024-1-15"' is not assignable to parameter of type '`${number}${number}${number}${number}-${0}${number}-${0}${number}` | `${number}${number}${number}${number}-${0}${number}-${1}${number}` | ... 14 more ... | `${number}${number}${number}${number}-12-31`'.

            

              
                Copy
              
            
          

Hier zijn `Year`, `Month` en `Day` gedefinieerd met behulp van template literal types om de geldige formaten voor elk deel van de datum weer te geven. `ISODate` combineert vervolgens deze types om een type te creëren dat een geldige ISO 8601 datumstring vertegenwoordigt. Het voorbeeld demonstreert ook hoe dit type kan worden gebruikt om data-opmaak af te dwingen in een functie, waardoor onjuiste datumformaten niet kunnen worden doorgegeven. Dit verbetert de betrouwbaarheid van de code en voorkomt runtime-fouten veroorzaakt door ongeldige invoer.

Praktijkscenario's

Template literal types kunnen worden gebruikt in verschillende praktijkscenario's. Hier zijn enkele voorbeelden:

• Formuliervalidatie: Je kunt template literal types gebruiken om het formaat van formulierinvoervelden te valideren, zoals e-mailadressen, telefoonnummers en postcodes.
• API-verzoekvalidatie: Je kunt template literal types gebruiken om de structuur van API-verzoekpayloads te valideren, om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan het verwachte formaat. Bijvoorbeeld, het valideren van een valutacode (bijv. "USD", "EUR", "GBP").
• Configuratiebestand-parsing: Je kunt template literal types gebruiken om configuratiebestanden te parsen en waarden te extraheren op basis van specifieke patronen. Denk aan het valideren van bestandspaden in een configuratieobject.
• String-gebaseerde Enums: Je kunt string-gebaseerde enums creëren met validatie met behulp van template literal types.

Voorbeeld: Valideren van Valutacodes

Laten we een gedetailleerder voorbeeld bekijken van het valideren van valutacodes. We willen ervoor zorgen dat alleen geldige ISO 4217 valutacodes worden gebruikt in onze applicatie. Deze codes bestaan typisch uit drie hoofdletters.

            type CurrencyCode = `${Uppercase<string>}${Uppercase<string>}${Uppercase<string>}`;

function formatCurrency(amount: number, currency: CurrencyCode) {
  // Function logic to format currency based on the provided code.
  return `$${amount} ${currency}`;
}

console.log(formatCurrency(100, "USD")); // Works
//console.log(formatCurrency(100, "usd")); // TypeScript error: Argument of type '"usd"' is not assignable to parameter of type '`${Uppercase<string>}${Uppercase<string>}${Uppercase<string>}`'.

//More precise example:
type ValidCurrencyCode = "USD" | "EUR" | "GBP" | "JPY" | "CAD" | "AUD"; // Extend as needed

type StronglyTypedCurrencyCode = ValidCurrencyCode;

function formatCurrencyStronglyTyped(amount: number, currency: StronglyTypedCurrencyCode) {
    return `$${amount} ${currency}`;
}

console.log(formatCurrencyStronglyTyped(100, "EUR")); // Works
//console.log(formatCurrencyStronglyTyped(100, "CNY")); // TypeScript error: Argument of type '"CNY"' is not assignable to parameter of type '"USD" | "EUR" | "GBP" | "JPY" | "CAD" | "AUD"'.

            

              
                Copy
              
            
          

Dit voorbeeld demonstreert hoe je een `CurrencyCode` type kunt creëren dat alleen strings accepteert die bestaan uit drie hoofdletters. Het tweede, sterker getypte voorbeeld, toont hoe je dit nog verder kunt beperken tot een vooraf gedefinieerde lijst van acceptabele valuta's.

Voorbeeld: Valideren van API Endpoint Paden

Een ander gebruiksscenario is het valideren van API endpoint paden. Je kunt een type definiëren dat een geldige API endpoint structuur vertegenwoordigt, en zo garanderen dat verzoeken naar de juiste paden worden gestuurd. Dit is vooral handig in microservices architecturen waar meerdere services verschillende API's kunnen blootstellen.

            type APIServiceName = "users" | "products" | "orders";
type APIEndpointPath = `/${APIServiceName}/${string}`;

function callAPI(path: APIEndpointPath) {
  // API call logic
  console.log(`Calling API: ${path}`);
}

callAPI("/users/123"); // Valid
callAPI("/products/details"); // Valid
//callAPI("/invalid/path"); // TypeScript error

// Even more specific:
type APIAction = "create" | "read" | "update" | "delete";
type APIEndpointPathSpecific = `/${APIServiceName}/${APIAction}`;

function callAPISpecific(path: APIEndpointPathSpecific) {
  // API call logic
  console.log(`Calling specific API: ${path}`);
}

callAPISpecific("/users/create"); // Valid
//callAPISpecific("/users/list"); // TypeScript error

            

              
                Copy
              
            
          

Dit stelt je in staat om de structuur van API-endpoints nauwkeuriger te definiëren, typefouten te voorkomen en consistentie in je applicatie te waarborgen. Dit is een basisvoorbeeld; complexere patronen kunnen worden gecreëerd om queryparameters en andere delen van de URL te valideren.

Voordelen van het Gebruik van Template Literal Types

Het gebruik van template literal types voor stringpatroonherkenning en validatie biedt verschillende voordelen:

• Verbeterde Typeveiligheid: Template literal types stellen je in staat om strengere typebeperkingen op strings af te dwingen, waardoor het risico op runtime-fouten wordt verminderd.
• Verhoogde Codeleesbaarheid: Template literal types maken je code beter leesbaar door het verwachte formaat van strings duidelijk uit te drukken.
• Verhoogde Onderhoudbaarheid: Template literal types maken je code beter onderhoudbaar door een enkele bron van waarheid te bieden voor stringvalidatieregels.
• Betere Ontwikkelaarservaring: Template literal types bieden betere autocompletie en foutmeldingen, wat de algehele ontwikkelaarservaring verbetert.

Beperkingen

Hoewel template literal types krachtig zijn, hebben ze ook enkele beperkingen:

• Complexiteit: Template literal types kunnen complex worden, vooral bij ingewikkelde patronen. Het is cruciaal om de voordelen van typeveiligheid in balans te brengen met de onderhoudbaarheid van de code.
• Prestaties: Template literal types kunnen de compilatieprestaties beïnvloeden, vooral in grote projecten. Dit komt doordat TypeScript complexere typecontroles moet uitvoeren.
• Beperkte ondersteuning voor reguliere expressies: Hoewel template literal types patroonherkenning mogelijk maken, ondersteunen ze niet het volledige scala aan reguliere expressiefuncties. Voor zeer complexe stringvalidatie kunnen runtime reguliere expressies nog steeds nodig zijn naast deze typeconstructies voor een juiste invoersanering.

Best practices

Hier zijn enkele best practices om in gedachten te houden bij het gebruik van template literal types:

• Begin Eenvoudig: Begin met eenvoudige patronen en verhoog geleidelijk de complexiteit indien nodig.
• Gebruik Beschrijvende Namen: Gebruik beschrijvende namen voor je template literal types om de leesbaarheid van de code te verbeteren.
• Documenteer je Types: Documenteer je template literal types om hun doel en gebruik uit te leggen.
• Grondig Testen: Test je template literal types grondig om er zeker van te zijn dat ze zich gedragen zoals verwacht.
• Overweeg Prestaties: Houd rekening met de impact van template literal types op de compilatieprestaties en optimaliseer je code dienovereenkomstig.

Conclusie

Template literal types zijn een krachtige functie in TypeScript waarmee je geavanceerde stringmanipulatie, patroonherkenning en validatie op typeniveau kunt uitvoeren. Door template literal types te gebruiken, kun je robuustere, beter onderhoudbare en typeveilige applicaties creëren. Hoewel ze enkele beperkingen hebben, wegen de voordelen van het gebruik van template literal types vaak op tegen de nadelen, waardoor ze een waardevol hulpmiddel zijn in het arsenaal van elke TypeScript-ontwikkelaar. Naarmate de TypeScript-taal blijft evolueren, zal het begrijpen en benutten van deze geavanceerde typefuncties cruciaal zijn voor het bouwen van hoogwaardige software. Onthoud om complexiteit in balans te brengen met leesbaarheid en geef altijd prioriteit aan grondig testen.