TypeScript Assertion Signatures: Runtime-typvalidering för Robust Kod

TypeScript tillhandahåller utmärkt statisk typkontroll under utveckling, vilket fångar potentiella fel före runtime. Men ibland behöver du säkerställa typsäkerhet vid runtime. Det är här assertion signatures kommer in i bilden. De låter dig definiera funktioner som inte bara kontrollerar typen av ett värde utan också informerar TypeScript om att typen av värdet har begränsats baserat på resultatet av kontrollen.

Vad är Assertion Signatures?

En assertion signature är en speciell typ av funktionssignatur i TypeScript som använder nyckelordet asserts. Den talar om för TypeScript att om funktionen returnerar utan att kasta ett fel, så är ett specifikt villkor om typen av ett argument garanterat att vara sant. Detta låter dig förfina typer på ett sätt som kompilatorn förstår, även när den inte automatiskt kan härleda typen baserat på koden.

Den grundläggande syntaxen är:

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

            

              
                Copy
              
            
          

• assertsCondition: Namnet på din funktion.
• argument: Type: Argumentet vars typ du vill kontrollera.
• asserts argument is NarrowedType: Detta är assertion signature. Den talar om för TypeScript att om assertsCondition(argument) returnerar utan att kasta ett fel, så kan TypeScript behandla argument som att ha typen NarrowedType.

Varför Använda Assertion Signatures?

Assertion signatures ger flera fördelar:

• Runtime-typvalidering: De gör det möjligt för dig att validera typen av ett värde vid runtime, vilket förhindrar oväntade fel som kan uppstå från felaktig data.
• Förbättrad Kodsäkerhet: Genom att genomdriva typbegränsningar vid runtime kan du minska risken för buggar och förbättra den övergripande tillförlitligheten i din kod.
• Typbegränsning: Assertion signatures tillåter TypeScript att begränsa typen av en variabel baserat på resultatet av en runtime-kontroll, vilket möjliggör mer exakt typkontroll i efterföljande kod.
• Förbättrad Kodläsbarhet: De gör din kod mer explicit om de förväntade typerna, vilket gör det lättare att förstå och underhålla.

Praktiska Exempel

Exempel 1: Kontrollera för en Sträng

Låt oss skapa en funktion som hävdar att ett värde är en sträng. Om det inte är en sträng, kastas ett fel.

            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 vet nu att 'input' är en sträng
  console.log(input.toUpperCase());
}

processString("hello"); // Fungerar bra
// processString(123); // Kastar ett fel vid runtime

            

              
                Copy
              
            
          

I det här exemplet kontrollerar assertIsString om indatavärdet är en sträng. Om det inte är det, kastas ett fel. Om det returnerar utan att kasta ett fel, vet TypeScript att input är en sträng, vilket gör att du säkert kan anropa strängmetoder som toUpperCase().

Exempel 2: Kontrollera för en Specifik Objektstruktur

Anta att du arbetar med data som hämtats från ett API och du vill se till att den överensstämmer med en specifik objektstruktur innan du bearbetar den. Låt oss säga att du förväntar dig ett objekt med egenskaperna name (sträng) och age (nummer).

            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 vet nu att 'data' är en Person
  console.log(`Name: ${data.name}, Age: ${data.age}`);
}

processPerson({ name: "Alice", age: 30 }); // Fungerar bra
// processPerson({ name: "Bob", age: "30" }); // Kastar ett fel vid runtime
// processPerson({ name: "Charlie" }); // Kastar ett fel vid runtime

            

              
                Copy
              
            
          

Här kontrollerar assertIsPerson om indatavärdet är ett objekt med de obligatoriska egenskaperna och typerna. Om någon kontroll misslyckas, kastas ett fel. Annars behandlar TypeScript data som ett Person-objekt.

Exempel 3: Kontrollera för ett Specifikt Enum-värde

Tänk på en enum som representerar olika orderstatusar.

            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 vet nu att 'status' är en OrderStatus
  console.log(`Order status: ${status}`);
}

processOrder(OrderStatus.SHIPPED); // Fungerar bra
// processOrder("CANCELLED"); // Kastar ett fel vid runtime

            

              
                Copy
              
            
          

I det här exemplet säkerställer assertIsOrderStatus att indatavärdet är ett giltigt OrderStatus enum-värde. Om det inte är det, kastas ett fel. Detta hjälper till att förhindra att ogiltiga orderstatusar bearbetas.

Exempel 4: Använda typpredikat med assertion-funktioner

Det är möjligt att kombinera typpredikat och assertion-funktioner för större flexibilitet.

            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"); // Works
// processValue(123); // Throws

            

              
                Copy
              
            
          

Bästa Metoder

• Håll Assertions Koncisa: Fokusera på att validera de väsentliga egenskaperna eller villkoren som krävs för att din kod ska fungera korrekt. Undvik alltför komplexa assertions som kan sakta ner din applikation.
• Ge Tydliga Felmeddelanden: Inkludera informativa felmeddelanden som hjälper utvecklare att snabbt identifiera orsaken till felet och hur man fixar det. Använd specifikt språk som vägleder användaren. Till exempel, istället för att säga "Ogiltig data", säg "Förväntade ett objekt med egenskaperna 'name' och 'age'."
• Använd Typpredikat för Komplexa Kontroller: Om din valideringslogik är komplex, överväg att använda typpredikat för att kapsla in typkontrollslogiken och förbättra kodläsbarheten.
• Tänk på Prestandakonsekvenser: Runtime-typvalidering lägger till overhead till din applikation. Använd assertion signatures med omdöme och endast när det är nödvändigt. Statisk typkontroll bör föredras där det är möjligt.
• Hantera Fel Smidigt: Se till att din applikation hanterar fel som kastas av assertion-funktioner smidigt, vilket förhindrar krascher och ger en bra användarupplevelse. Överväg att omsluta den potentiellt felaktiga koden i try-catch-block.
• Dokumentera Dina Assertions: Dokumentera tydligt syftet och beteendet hos dina assertion-funktioner, förklara de villkor de kontrollerar och de förväntade typerna. Detta hjälper andra utvecklare att förstå och använda din kod korrekt.

Användningsfall i Olika Branscher

Assertion signatures kan vara fördelaktiga i olika branscher:

• E-handel: Validera användarinmatning under kassan för att säkerställa att leveransadresser, betalningsinformation och orderdetaljer är korrekta.
• Finans: Verifiera finansiell data från externa källor, som aktiekurser eller valutakurser, innan du använder den i beräkningar eller rapporter.
• Hälsovård: Säkerställa att patientdata överensstämmer med specifika format och standarder, som journaler eller laboratorieresultat.
• Tillverkning: Validera data från sensorer och maskiner för att säkerställa att produktionsprocesserna körs smidigt och effektivt.
• Logistik: Kontrollera att fraktdata, som spårningsnummer och leveransadresser, är korrekt och fullständig.

Alternativ till Assertion Signatures

Även om assertion signatures är ett kraftfullt verktyg, finns det också andra metoder för runtime-typvalidering i TypeScript:

• Typvakter: Typvakter är funktioner som returnerar ett booleskt värde som indikerar om ett värde är av en specifik typ. De kan användas för att begränsa typen av en variabel inom ett villkorligt block. Men till skillnad från assertion signatures kastar de inte fel när typkontrollen misslyckas.
• Runtime Typkontrollbibliotek: Bibliotek som io-ts, zod och yup tillhandahåller omfattande runtime-typkontrollfunktioner, inklusive schemavalidering och datatransformering. Dessa bibliotek kan vara särskilt användbara när du hanterar komplexa datastrukturer eller externa API:er.

Slutsats

TypeScript assertion signatures tillhandahåller en kraftfull mekanism för att genomdriva runtime-typvalidering, förbättra kodens tillförlitlighet och förhindra oväntade fel. Genom att definiera funktioner som hävdar typen av ett värde kan du förbättra typsäkerheten, begränsa typer och göra din kod mer explicit och underhållbar. Även om det finns alternativ, erbjuder assertion signatures ett lättviktigt och effektivt sätt att lägga till runtime-typkontroller till dina TypeScript-projekt. Genom att följa bästa metoder och noggrant överväga prestandakonsekvenserna kan du utnyttja assertion signatures för att bygga mer robusta och pålitliga applikationer.

Kom ihåg att assertion signatures är mest effektiva när de används i kombination med TypeScript:s statiska typkontrollfunktioner. De bör användas för att komplettera, inte ersätta, statisk typkontroll. Genom att kombinera statisk och runtime-typvalidering kan du uppnå en hög nivå av kodsäkerhet och förhindra många vanliga fel.