అధునాతన సాధారణ నమూనాలు: ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు

సాధారణ ప్రోగ్రామింగ్ రకం భద్రతను త్యాగం చేయకుండా వివిధ రకాలపై పనిచేసే కోడ్‌ను వ్రాయడానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రాథమిక సాధారణాలు శక్తివంతమైనవి అయినప్పటికీ, ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు మరింత గొప్ప వ్యక్తీకరణను తెరుస్తాయి, సంక్లిష్ట రకం తారుమారులను మరియు శక్తివంతమైన సంగ్రహణలను అనుమతిస్తుంది. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్ ఉన్నత-క్రమ రకం విధుల భావనను పరిశీలిస్తుంది, వాటి సామర్థ్యాలను అన్వేషిస్తుంది మరియు ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలను అందిస్తుంది.

ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు అంటే ఏమిటి?

సారాంశంలో, ఉన్నత-క్రమ రకం విధి అనేది మరొక రకాన్ని ఆర్గ్యుమెంట్‌గా తీసుకుని కొత్త రకాన్ని తిరిగి ఇచ్చే రకం. దీనిని విలువల స్థానంలో రకాలపై పనిచేసే ఫంక్షన్‌గా భావించండి. ఈ సామర్థ్యం అధునాతన మార్గాల్లో ఇతర రకాలపై ఆధారపడే రకాలను నిర్వచించడానికి తలుపులు తెరుస్తుంది, ఇది మరింత పునర్వినియోగ మరియు నిర్వహించదగిన కోడ్‌కు దారితీస్తుంది. ఇది సాధారణాల యొక్క ప్రాథమిక ఆలోచనపై ఆధారపడుతుంది, కానీ రకం స్థాయిలో. మనం నిర్వచించే నియమాల ప్రకారం రకాలను మార్చే సామర్థ్యం నుండి శక్తి వస్తుంది.

దీన్ని మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దీన్ని సాధారణ సాధారణాలతో పోల్చి చూద్దాం. ఒక సాధారణ సాధారణ రకం ఇలా కనిపించవచ్చు (టైప్‌స్క్రిప్ట్ సింటాక్స్‌ను ఉపయోగించి, ఇది ఈ భావనలను బాగా వివరించే బలమైన రకం వ్యవస్థ కలిగిన భాష కాబట్టి):

interface Box<T> {
  value: T;
}

ఇక్కడ, `Box<T>` అనేది సాధారణ రకం, మరియు `T` అనేది రకం పరామితి. మేము `Box<number>` లేదా `Box<string>` వంటి ఏదైనా రకం యొక్క `Box`ని సృష్టించవచ్చు. ఇది మొదటి-క్రమ సాధారణం - ఇది నేరుగా నిర్దిష్ట రకాలతో వ్యవహరిస్తుంది. ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు రకం విధులను పరామితులుగా అంగీకరించడం ద్వారా దీన్ని ఒక అడుగు ముందుకు తీసుకువెళతాయి.

ఉన్నత-క్రమ రకం విధులను ఎందుకు ఉపయోగించాలి?

ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి:

• కోడ్ పునర్వినియోగం: కోడ్ నకిలీని తగ్గించడం ద్వారా వివిధ రకాలకు వర్తించగల సాధారణ రూపాంతరాలను నిర్వచించండి.
• సంగ్రహణ: సంక్లిష్ట రకం తర్కాన్ని సాధారణ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల వెనుక దాచండి, కోడ్‌ను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు నిర్వహించడానికి సులభతరం చేస్తుంది.
• రకం భద్రత: సంకలన సమయంలో రకం సరిదిద్దడాన్ని నిర్ధారించండి, లోపాలను ముందుగానే గుర్తించి, రన్‌టైమ్ ఆశ్చర్యాలను నివారిస్తుంది.
• వ్యక్తీకరణ: రకాల మధ్య సంక్లిష్ట సంబంధాలను నమూనా చేయండి, మరింత అధునాతన రకం వ్యవస్థలను అనుమతిస్తుంది.
• కంపోజబిలిటీ: ఇప్పటికే ఉన్న వాటిని కలపడం ద్వారా కొత్త రకం విధులను సృష్టించండి, సాధారణ భాగాల నుండి సంక్లిష్ట రూపాంతరాలను నిర్మించండి.

టైప్‌స్క్రిప్ట్‌లో ఉదాహరణలు

అధునాతన రకం వ్యవస్థ లక్షణాలకు అద్భుతమైన మద్దతును అందించే భాష అయిన టైప్‌స్క్రిప్ట్‌ను ఉపయోగించి కొన్ని ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలను అన్వేషిద్దాం.

ఉదాహరణ 1: లక్షణాలను రీడ్‌ఓన్లీకి మ్యాపింగ్ చేయడం

మీరు ఇప్పటికే ఉన్న రకం యొక్క అన్ని లక్షణాలను `readonly`గా గుర్తించబడిన కొత్త రకాన్ని సృష్టించాలనుకునే సందర్భాన్ని పరిగణించండి. ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు లేకుండా, మీరు ప్రతి అసలు రకానికి కొత్త రకాన్ని మానవీయంగా నిర్వచించాల్సి ఉంటుంది. ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు పునర్వినియోగ పరిష్కారాన్ని అందిస్తాయి.

type Readonly<T> = {
  readonly [K in keyof T]: T[K];
};

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

type ReadonlyPerson = Readonly<Person>; // వ్యక్తి యొక్క అన్ని లక్షణాలు ఇప్పుడు రీడ్‌ఓన్లీ

ఈ ఉదాహరణలో, `Readonly<T>` అనేది ఉన్నత-క్రమ రకం విధి. ఇది రకం `T`ని ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకుంటుంది మరియు అన్ని లక్షణాలు `readonly`గా ఉండే కొత్త రకాన్ని తిరిగి ఇస్తుంది. ఇది టైప్‌స్క్రిప్ట్ యొక్క మ్యాప్ చేయబడిన రకాలు లక్షణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.

ఉదాహరణ 2: షరతులతో కూడిన రకాలు

షరతులతో కూడిన రకాలు మీరు ఒక షరతుపై ఆధారపడే రకాలను నిర్వచించడానికి అనుమతిస్తాయి. ఇది మన రకం వ్యవస్థ యొక్క వ్యక్తీకరణ శక్తిని మరింత పెంచుతుంది.

type IsString<T> = T extends string ? true : false;

// వినియోగం
type Result1 = IsString<string>;  // నిజం
type Result2 = IsString<number>;  // తప్పు

`IsString<T>` అనేది `T` ఒక స్ట్రింగ్ కాదా అని తనిఖీ చేస్తుంది. అది అయితే, అది `true`ని తిరిగి ఇస్తుంది; లేకపోతే, అది `false`ని తిరిగి ఇస్తుంది. ఈ రకం రకం స్థాయిలో ఫంక్షన్‌గా పనిచేస్తుంది, రకాన్ని తీసుకుంటుంది మరియు బూలియన్ రకాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఉదాహరణ 3: ఫంక్షన్ యొక్క రిటర్న్ రకాన్ని సంగ్రహించడం

టైప్‌స్క్రిప్ట్ `ReturnType<T>` అనే అంతర్నిర్మిత యుటిలిటీ రకాన్ని అందిస్తుంది, ఇది ఫంక్షన్ రకం యొక్క రిటర్న్ రకాన్ని సంగ్రహిస్తుంది. ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు మనం అలాంటిదే (భావనాత్మకంగా) ఎలా నిర్వచించగలమో చూద్దాం:

type MyReturnType<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

type GreetReturnType = MyReturnType<typeof greet>; // స్ట్రింగ్

ఇక్కడ, `MyReturnType<T>` అనేది ఫంక్షన్ రకం `T` యొక్క రిటర్న్ రకాన్ని సంగ్రహించడానికి `infer R`ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు దానిని తిరిగి ఇస్తుంది. ఇది ఫంక్షన్ రకంపై పనిచేయడం మరియు దాని నుండి సమాచారాన్ని సంగ్రహించడం ద్వారా రకం విధుల యొక్క ఉన్నత-క్రమ స్వభావాన్ని మళ్లీ ప్రదర్శిస్తుంది.

ఉదాహరణ 4: రకం ద్వారా వస్తు లక్షణాలను ఫిల్టర్ చేయడం

మీరు ఇప్పటికే ఉన్న వస్తు రకం నుండి నిర్దిష్ట రకం యొక్క లక్షణాలను మాత్రమే కలిగి ఉండే కొత్త రకాన్ని సృష్టించాలనుకుంటున్నారని ఊహించుకోండి. దీనిని మ్యాప్ చేయబడిన రకాలు, షరతులతో కూడిన రకాలు మరియు కీ రీమ్యాపింగ్‌ను ఉపయోగించి సాధించవచ్చు:

type FilterByType<T, U> = {
  [K in keyof T as T[K] extends U ? K : never]: T[K];
};

interface Example {
  name: string;
  age: number;
  isValid: boolean;
}

type StringProperties = FilterByType<Example, string>; // { పేరు: స్ట్రింగ్ }

ఈ ఉదాహరణలో, `FilterByType<T, U>` రెండు రకం పరామితులను తీసుకుంటుంది: `T` (ఫిల్టర్ చేయడానికి వస్తు రకం) మరియు `U` (ఫిల్టర్ చేయడానికి రకం). మ్యాప్ చేయబడిన రకం `T` యొక్క కీలను పునరావృతం చేస్తుంది. షరతులతో కూడిన రకం `T[K] extends U ? K : never` కీ `K` వద్ద ఉన్న లక్షణం యొక్క రకం `U`ని విస్తరించిందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది. అది చేస్తే, కీ `K` ఉంచబడుతుంది; లేకపోతే, అది `never`కి మ్యాప్ చేయబడుతుంది, ఫలితంగా రకం నుండి లక్షణాన్ని సమర్థవంతంగా తొలగిస్తుంది. ఫిల్టర్ చేయబడిన వస్తు రకం మిగిలిన లక్షణాలతో నిర్మించబడుతుంది. ఇది రకం వ్యవస్థ యొక్క మరింత సంక్లిష్ట పరస్పర చర్యను ప్రదర్శిస్తుంది.

అధునాతన భావనలు

రకం-స్థాయి విధులు మరియు గణన

షరతులతో కూడిన రకాలు మరియు పునరావృత రకం మారుపేర్లు (కొన్ని భాషల్లో అందుబాటులో ఉన్నాయి) వంటి అధునాతన రకం వ్యవస్థ లక్షణాలతో, రకం స్థాయిలో గణనలను నిర్వహించడం సాధ్యమవుతుంది. ఇది రకాలపై పనిచేసే సంక్లిష్ట తర్కాన్ని నిర్వచించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, సమర్థవంతంగా రకం-స్థాయి ప్రోగ్రామ్‌లను సృష్టిస్తుంది. విలువ-స్థాయి ప్రోగ్రామ్‌లతో పోలిస్తే గణనపరంగా పరిమితం అయినప్పటికీ, సంక్లిష్ట ఇన్వేరియంట్‌లను అమలు చేయడానికి మరియు అధునాతన రకం రూపాంతరాలను నిర్వహించడానికి రకం-స్థాయి గణన విలువైనది కావచ్చు.

వేరియాడిక్ రకాలతో పని చేయడం

కొన్ని రకం వ్యవస్థలు, ముఖ్యంగా హాస్కెల్ ద్వారా ప్రభావితమైన భాషల్లో, వేరియాడిక్ రకాలను (ఉన్నత-రకం రకాలు అని కూడా పిలుస్తారు) మద్దతు ఇస్తాయి. దీని అర్థం రకం కన్‌స్ట్రక్టర్లు (`Box` వంటివి) రకం కన్‌స్ట్రక్టర్లను ఆర్గ్యుమెంట్‌లుగా తీసుకోవచ్చు. ఇది మరింత అధునాతన సంగ్రహణ అవకాశాలను తెరుస్తుంది, ముఖ్యంగా ఫంక్షనల్ ప్రోగ్రామింగ్ సందర్భంలో. స్కాలా వంటి భాషలు అలాంటి సామర్థ్యాలను అందిస్తాయి.

ప్రపంచ పరిశీలనలు

అధునాతన రకం వ్యవస్థ లక్షణాలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, కింది వాటిని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ముఖ్యం:

• సంక్లిష్టత: అధునాతన లక్షణాలను ఎక్కువగా ఉపయోగించడం వలన కోడ్‌ను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు నిర్వహించడానికి కష్టతరం చేస్తుంది. వ్యక్తీకరణ మరియు రీడబిలిటీ మధ్య సమతుల్యత కోసం ప్రయత్నించండి.
• భాషా మద్దతు: అన్ని భాషలకు అధునాతన రకం వ్యవస్థ లక్షణాల కోసం ఒకే స్థాయి మద్దతు లేదు. మీ అవసరాలకు తగిన భాషను ఎంచుకోండి.
• బృంద నైపుణ్యం: అధునాతన రకం వ్యవస్థ లక్షణాలను ఉపయోగించే మరియు నిర్వహించే కోడ్‌ను ఉపయోగించడానికి మీ బృందానికి అవసరమైన నైపుణ్యం ఉందని నిర్ధారించుకోండి. శిక్షణ మరియు మెంటర్‌షిప్ అవసరం కావచ్చు.
• సంకలన-సమయ పనితీరు: సంక్లిష్ట రకం గణనలు సంకలన సమయాన్ని పెంచుతాయి. పనితీరు చిక్కుల గురించి తెలుసుకోండి.
• లోపం సందేశాలు: సంక్లిష్ట రకం లోపాలను అర్థంచేసుకోవడం సవాలుగా ఉంటుంది. రకం లోపాలను సమర్థవంతంగా అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు డీబగ్ చేయడానికి మీకు సహాయపడే సాధనాలు మరియు పద్ధతుల్లో పెట్టుబడి పెట్టండి.

ఉత్తమ పద్ధతులు

• మీ రకాలను డాక్యుమెంట్ చేయండి: మీ రకం విధుల యొక్క ఉద్దేశ్యం మరియు వినియోగాన్ని స్పష్టంగా వివరించండి.
• అర్థవంతమైన పేర్లను ఉపయోగించండి: మీ రకం పరామితులు మరియు రకం మారుపేర్ల కోసం వివరణాత్మక పేర్లను ఎంచుకోండి.
• సులభంగా ఉంచండి: అనవసరమైన సంక్లిష్టతను నివారించండి.
• మీ రకాలను పరీక్షించండి: మీ రకం విధులు ఊహించిన విధంగా పనిచేస్తాయని నిర్ధారించడానికి యూనిట్ పరీక్షలను వ్రాయండి.
• లింటర్‌లు మరియు రకం చెక్‌లను ఉపయోగించండి: కోడింగ్ ప్రమాణాలను అమలు చేయండి మరియు ముందుగానే రకం లోపాలను గుర్తించండి.

ముగింపు

ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు రకం-సురక్షిత మరియు పునర్వినియోగ కోడ్‌ను వ్రాయడానికి ఒక శక్తివంతమైన సాధనం. ఈ అధునాతన పద్ధతులను అర్థం చేసుకోవడం మరియు వర్తింపజేయడం ద్వారా, మీరు మరింత దృఢమైన మరియు నిర్వహించదగిన సాఫ్ట్‌వేర్‌ను సృష్టించవచ్చు. అవి సంక్లిష్టతను పరిచయం చేయగలవు, కోడ్ స్పష్టత మరియు లోపం నివారణ పరంగా ప్రయోజనాలు తరచుగా ఖర్చులను అధిగమిస్తాయి. రకం వ్యవస్థలు అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉన్నందున, ఉన్నత-క్రమ రకం విధులు సాఫ్ట్‌వేర్ అభివృద్ధిలో, ముఖ్యంగా టైప్‌స్క్రిప్ట్, స్కాలా మరియు హాస్కెల్ వంటి బలమైన రకం వ్యవస్థలతో కూడిన భాషల్లో పెరుగుతున్న పాత్ర పోషించే అవకాశం ఉంది. వాటి పూర్తి సామర్థ్యాన్ని అన్‌లాక్ చేయడానికి మీ ప్రాజెక్ట్‌లలో ఈ భావనలతో ప్రయోగాలు చేయండి. అధునాతన లక్షణాలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు కూడా కోడ్ రీడబిలిటీ మరియు నిర్వహణకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వాలని గుర్తుంచుకోండి.