TypeScript påstandssignaturer: Typevalidering i kjøretid for robust kode

TypeScript gir utmerket statisk typekontroll under utvikling, og fanger potensielle feil før kjøretid. Noen ganger må du imidlertid sikre typesikkerhet i kjøretid. Det er her påstandssignaturer kommer inn i bildet. De lar deg definere funksjoner som ikke bare sjekker typen av en verdi, men også informerer TypeScript om at typen av verdien er blitt innsnevret basert på resultatet av sjekken.

Hva er påstandssignaturer?

En påstandssignatur er en spesiell type funksjonssignatur i TypeScript som bruker nøkkelordet asserts. Den forteller TypeScript at hvis funksjonen returnerer uten å kaste en feil, så er en spesifikk betingelse om typen av et argument garantert å være sann. Dette lar deg forfine typer på en måte som kompilatoren forstår, selv når den ikke automatisk kan utlede typen basert på koden.

Den grunnleggende syntaksen er:

            function assertsCondition(argument: Type): asserts argument is NarrowedType {
  // ... implementasjon som sjekker betingelsen og kaster hvis den er usann ...
}

            

              
                Copy
              
            
          

• assertsCondition: Navnet på funksjonen din.
• argument: Type: Argumentet hvis type du vil sjekke.
• asserts argument is NarrowedType: Dette er påstandssignaturen. Den forteller TypeScript at hvis assertsCondition(argument) returnerer uten å kaste en feil, så kan TypeScript behandle argument som å ha typen NarrowedType.

Hvorfor bruke påstandssignaturer?

Påstandssignaturer gir flere fordeler:

• Typevalidering i kjøretid: De lar deg validere typen av en verdi i kjøretid, og forhindre uventede feil som kan oppstå fra feil data.
• Forbedret kodesikkerhet: Ved å håndheve typebegrensninger i kjøretid, kan du redusere risikoen for feil og forbedre den generelle påliteligheten av koden din.
• Typeinnsnevring: Påstandssignaturer lar TypeScript snevre inn typen av en variabel basert på utfallet av en kjøretidssjekk, noe som muliggjør mer presis typekontroll i påfølgende kode.
• Forbedret lesbarhet av kode: De gjør koden din mer eksplisitt om de forventede typene, noe som gjør det lettere å forstå og vedlikeholde.

Praktiske eksempler

Eksempel 1: Sjekker for en streng

La oss lage en funksjon som påstår at en verdi er en streng. Hvis det ikke er en streng, kaster den en feil.

            function assertIsString(value: any): asserts value is string {
  if (typeof value !== 'string') {
    throw new Error(`Forventet en streng, men fikk ${typeof value}`);
  }
}

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

processString("hello"); // Fungerer fint
// processString(123); // Kaster en feil i kjøretid

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet sjekker assertIsString om inputverdien er en streng. Hvis den ikke er det, kaster den en feil. Hvis den returnerer uten å kaste en feil, vet TypeScript at input er en streng, slik at du trygt kan kalle strengmetoder som toUpperCase().

Eksempel 2: Sjekker for en spesifikk objektstruktur

Anta at du jobber med data hentet fra et API, og du vil sikre at det samsvarer med en spesifikk objektstruktur før du behandler det. La oss si at du forventer et objekt med name (streng) og age (nummer) egenskaper.

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

function assertIsPerson(value: any): asserts value is Person {
  if (typeof value !== 'object' || value === null) {
    throw new Error(`Forventet et objekt, men fikk ${typeof value}`);
  }

  if (!('name' in value) || typeof value.name !== 'string') {
    throw new Error(`Forventet en streng 'name' egenskap`);
  }

  if (!('age' in value) || typeof value.age !== 'number') {
    throw new Error(`Forventet et nummer 'age' egenskap`);
  }
}

function processPerson(data: any) {
  assertIsPerson(data);
  // TypeScript vet nå at 'data' er en Person
  console.log(`Navn: ${data.name}, Alder: ${data.age}`);
}

processPerson({ name: "Alice", age: 30 }); // Fungerer fint
// processPerson({ name: "Bob", age: "30" }); // Kaster en feil i kjøretid
// processPerson({ name: "Charlie" }); // Kaster en feil i kjøretid

            

              
                Copy
              
            
          

Her sjekker assertIsPerson om inputverdien er et objekt med de nødvendige egenskapene og typene. Hvis en sjekk mislykkes, kaster den en feil. Ellers behandler TypeScript data som et Person-objekt.

Eksempel 3: Sjekker for en spesifikk enum-verdi

Vurder en enum som representerer forskjellige ordrestatuser.

            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(`Forventet OrderStatus, men fikk ${value}`);
  }
}

function processOrder(status: any) {
  assertIsOrderStatus(status);
  // TypeScript vet nå at 'status' er en OrderStatus
  console.log(`Ordrestatus: ${status}`);
}

processOrder(OrderStatus.SHIPPED); // Fungerer fint
// processOrder("CANCELLED"); // Kaster en feil i kjøretid

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksemplet sikrer assertIsOrderStatus at inputverdien er en gyldig OrderStatus enum-verdi. Hvis den ikke er det, kaster den en feil. Dette bidrar til å forhindre at ugyldige ordrestatuser blir behandlet.

Eksempel 4: Bruk av typepredikater med påstandsfunksjoner

Det er mulig å kombinere typepredikater og påstandsfunksjoner 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(`Forventet en streng, men fikk ${typeof value}`);
    }
}

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

processValue("TypeScript"); // Fungerer
// processValue(123); // Kaster

            

              
                Copy
              
            
          

Beste praksis

• Hold påstander konsise: Fokuser på å validere de essensielle egenskapene eller betingelsene som kreves for at koden din skal fungere riktig. Unngå overdrevent komplekse påstander som kan redusere hastigheten på applikasjonen din.
• Gi klare feilmeldinger: Inkluder informative feilmeldinger som hjelper utviklere med å raskt identifisere årsaken til feilen og hvordan de skal fikses. Bruk spesifikt språk som veileder brukeren. For eksempel, i stedet for å si "Ugyldige data", si "Forventet et objekt med 'name' og 'age' egenskaper."
• Bruk typepredikater for komplekse sjekker: Hvis valideringslogikken din er kompleks, bør du vurdere å bruke typepredikater for å innkapsle typekontrolllogikken og forbedre lesbarheten av kode.
• Vurder ytelsesimplikasjoner: Typevalidering i kjøretid legger til overhead til applikasjonen din. Bruk påstandssignaturer fornuftig og bare når det er nødvendig. Statisk typekontroll bør foretrekkes der det er mulig.
• Håndter feil på en elegant måte: Sørg for at applikasjonen din håndterer feil kastet av påstandsfunksjoner på en elegant måte, forhindrer krasj og gir en god brukeropplevelse. Vurder å pakke inn den potensielt mislykkede koden i try-catch-blokker.
• Dokumenter påstandene dine: Dokumenter tydelig formålet og oppførselen til påstandsfunksjonene dine, og forklar betingelsene de sjekker og de forventede typene. Dette vil hjelpe andre utviklere med å forstå og bruke koden din riktig.

Bruksområder på tvers av forskjellige bransjer

Påstandssignaturer kan være fordelaktige i forskjellige bransjer:

• E-handel: Validering av brukerinndata under kassen for å sikre at leveringsadresser, betalingsinformasjon og bestillingsdetaljer er korrekte.
• Økonomi: Verifisere finansielle data fra eksterne kilder, for eksempel aksjekurser eller valutakurser, før du bruker dem i beregninger eller rapporter.
• Helsevesen: Sikre at pasientdata samsvarer med spesifikke formater og standarder, for eksempel medisinske journaler eller laboratorieresultater.
• Produksjon: Validering av data fra sensorer og maskiner for å sikre at produksjonsprosesser kjører jevnt og effektivt.
• Logistikk: Sjekke at forsendelsesdata, for eksempel sporingsnumre og leveringsadresser, er nøyaktige og komplette.

Alternativer til påstandssignaturer

Mens påstandssignaturer er et kraftig verktøy, er det også andre tilnærminger til typevalidering i kjøretid i TypeScript:

• Typevakter: Typevakter er funksjoner som returnerer en boolsk verdi som indikerer om en verdi er av en spesifikk type. De kan brukes til å snevre inn typen av en variabel i en betinget blokk. Men i motsetning til påstandssignaturer, kaster de ikke feil når typekontrollen mislykkes.
• Biblioteker for typekontroll i kjøretid: Biblioteker som io-ts, zod og yup gir omfattende muligheter for typekontroll i kjøretid, inkludert skjema validering og datatransformasjon. Disse bibliotekene kan være spesielt nyttige når du arbeider med komplekse datastrukturer eller eksterne APIer.

Konklusjon

TypeScript påstandssignaturer gir en kraftig mekanisme for å håndheve typevalidering i kjøretid, forbedre kodepåliteligheten og forhindre uventede feil. Ved å definere funksjoner som påstår typen av en verdi, kan du forbedre typesikkerheten, snevre inn typer og gjøre koden din mer eksplisitt og vedlikeholdbar. Selv om det finnes alternativer, tilbyr påstandssignaturer en lett og effektiv måte å legge til typekontroller i kjøretid til TypeScript-prosjektene dine. Ved å følge beste praksis og nøye vurdere ytelsesimplikasjonene, kan du utnytte påstandssignaturer til å bygge mer robuste og pålitelige applikasjoner.

Husk at påstandssignaturer er mest effektive når de brukes i forbindelse med TypeScripts statiske typekontrollfunksjoner. De bør brukes til å supplere, ikke erstatte, statisk typekontroll. Ved å kombinere statisk og typevalidering i kjøretid, kan du oppnå et høyt nivå av kodesikkerhet og forhindre mange vanlige feil.