Зануртеся у розширені маніпуляції з типами в TypeScript за допомогою комбінаторів парсерів для шаблонних літералів. Опануйте аналіз, валідацію та трансформацію складних рядкових типів для надійних типобезпечних додатків.
Комбінатори парсерів для шаблонних літералів TypeScript: аналіз складних рядкових типів
Шаблонні літерали TypeScript у поєднанні з умовними типами та виведенням типів надають потужні інструменти для маніпуляції та аналізу рядкових типів під час компіляції. Ця стаття розглядає, як створювати комбінатори парсерів за допомогою цих можливостей для обробки складних рядкових структур, забезпечуючи надійну валідацію та трансформацію типів у ваших TypeScript-проєктах.
Вступ до шаблонних літеральних типів
Шаблонні літеральні типи дозволяють визначати рядкові типи, що містять вбудовані вирази. Ці вирази обчислюються під час компіляції, що робить їх надзвичайно корисними для створення типобезпечних утиліт для роботи з рядками.
Наприклад:
type Greeting<T extends string> = `Hello, ${T}!`;
type MyGreeting = Greeting<"World">; // Type is "Hello, World!"
Цей простий приклад демонструє базовий синтаксис. Справжня сила полягає в поєднанні шаблонних літералів з умовними типами та виведенням.
Умовні типи та виведення
Умовні типи в TypeScript дозволяють визначати типи, що залежать від певної умови. Синтаксис схожий на тернарний оператор: `T extends U ? X : Y`. Якщо `T` можна присвоїти `U`, то типом буде `X`; інакше — `Y`.
Виведення типів за допомогою ключового слова `infer` дозволяє витягувати конкретні частини типу. Це особливо корисно при роботі з шаблонними літеральними типами.
Розглянемо цей приклад:
type GetParameterType<T extends string> = T extends `(param: ${infer P}) => void` ? P : never;
type MyParameterType = GetParameterType<'(param: number) => void'>; // Type is number
Тут ми використовуємо `infer P` для вилучення типу параметра з функціонального типу, представленого у вигляді рядка.
Комбінатори парсерів: будівельні блоки для аналізу рядків
Комбінатори парсерів — це техніка функціонального програмування для створення парсерів. Замість написання єдиного монолітного парсера ви створюєте менші парсери для повторного використання та комбінуєте їх для обробки складніших граматик. У контексті системи типів TypeScript ці "парсери" працюють з рядковими типами.
Ми визначимо кілька базових комбінаторів парсерів, які слугуватимуть будівельними блоками для складніших парсерів. Ці приклади зосереджені на вилученні конкретних частин рядків на основі визначених патернів.
Базові комбінатори
`StartsWith<T, Prefix>`
Перевіряє, чи рядковий тип `T` починається із заданого префікса `Prefix`. Якщо так, він повертає решту рядка; інакше повертає `never`.
type StartsWith<T extends string, Prefix extends string> = T extends `${Prefix}${infer Rest}` ? Rest : never;
type Remaining = StartsWith<"Hello, World!", "Hello, ">; // Type is "World!"
type Never = StartsWith<"Hello, World!", "Goodbye, ">; // Type is never
`EndsWith<T, Suffix>`
Перевіряє, чи рядковий тип `T` закінчується заданим суфіксом `Suffix`. Якщо так, він повертає частину рядка перед суфіксом; інакше повертає `never`.
type EndsWith<T extends string, Suffix extends string> = T extends `${infer Rest}${Suffix}` ? Rest : never;
type Before = EndsWith<"Hello, World!", "!">; // Type is "Hello, World"
type Never = EndsWith<"Hello, World!", ".">; // Type is never
`Between<T, Start, End>`
Витягує частину рядка між роздільниками `Start` та `End`. Повертає `never`, якщо роздільники не знайдено в правильному порядку.
type Between<T extends string, Start extends string, End extends string> = StartsWith<T, Start> extends never ? never : EndsWith<StartsWith<T, Start>, End>;
type Content = Between<"<div>Content</div>", "<div>", "</div>">; // Type is "Content"
type Never = Between<"<div>Content</span>", "<div>", "</div>">; // Type is never
Комбінування комбінаторів
Справжня сила комбінаторів парсерів полягає в їхній здатності до комбінування. Створимо складніший парсер, який витягує значення з властивості стилю CSS.
`ExtractCSSValue<T, Property>`
Цей парсер приймає рядок CSS `T` та назву властивості `Property` і витягує відповідне значення. Він передбачає, що рядок CSS має формат `property: value;`.
type ExtractCSSValue<T extends string, Property extends string> = Between<T, `${Property}: `, ";">;
type ColorValue = ExtractCSSValue<"color: red; font-size: 16px;", "color">; // Type is "red"
type FontSizeValue = ExtractCSSValue<"color: blue; font-size: 12px;", "font-size">; // Type is "12px"
Цей приклад показує, як `Between` неявно використовується для поєднання `StartsWith` та `EndsWith`. Ми фактично аналізуємо рядок CSS для вилучення значення, пов'язаного із зазначеною властивістю. Це можна розширити для обробки складніших структур CSS з вкладеними правилами та префіксами постачальників.
Розширені приклади: валідація та трансформація рядкових типів
Окрім простого вилучення, комбінатори парсерів можна використовувати для валідації та трансформації рядкових типів. Розглянемо деякі розширені сценарії.
Валідація адрес електронної пошти
Валідація адрес електронної пошти за допомогою регулярних виразів у типах TypeScript є складною, але ми можемо створити спрощену валідацію за допомогою комбінаторів парсерів. Зауважте, що це не є повним рішенням для валідації електронної пошти, але демонструє принцип.
type IsEmail<T extends string> = T extends `${infer Username}@${infer Domain}.${infer TLD}` ? (
Username extends '' ? never : (
Domain extends '' ? never : (
TLD extends '' ? never : T
)
)
) : never;
type ValidEmail = IsEmail<"test@example.com">; // Type is "test@example.com"
type InvalidEmail = IsEmail<"test@example">; // Type is never
type AnotherInvalidEmail = IsEmail<"@example.com">; // Type is never
Цей тип `IsEmail` перевіряє наявність `@` та `.` і гарантує, що ім'я користувача, домен та домен верхнього рівня (TLD) не є порожніми. Він повертає вихідний рядок електронної пошти, якщо він валідний, або `never`, якщо невалідний. Більш надійне рішення могло б включати складніші перевірки символів, дозволених у кожній частині адреси електронної пошти, потенційно використовуючи типи-словники для представлення валідних символів.
Трансформація рядкових типів: перетворення в Camel Case
Перетворення рядків у camel case — поширена задача. Ми можемо досягти цього за допомогою комбінаторів парсерів та рекурсивних визначень типів. Це вимагає більш складного підходу.
type CamelCase<T extends string> = T extends `${infer FirstWord}_${infer SecondWord}${infer Rest}`
? `${FirstWord}${Capitalize<SecondWord>}${CamelCase<Rest>}`
: T;
type Capitalize<S extends string> = S extends `${infer First}${infer Rest}` ? `${Uppercase<First>}${Rest}` : S;
type MyCamelCase = CamelCase<"my_string_to_convert">; // Type is "myStringToConvert"
Ось як це працює:
CamelCase<T>: Це основний тип, який рекурсивно перетворює рядок у camel case. Він перевіряє, чи містить рядок символ підкреслення (`_`). Якщо так, він робить наступне слово з великої літери та рекурсивно викликає `CamelCase` для решти рядка.Capitalize<S>: Цей допоміжний тип робить першу літеру рядка великою. Він використовує `Uppercase` для перетворення першого символу у верхній регістр.
Цей приклад демонструє силу рекурсивних визначень типів у TypeScript. Це дозволяє нам виконувати складні трансформації рядків під час компіляції.
Парсинг CSV (значення, розділені комами)
Парсинг даних CSV — це складніший реальний сценарій. Створимо тип, який витягує заголовки з рядка CSV.
type CSVHeaders<T extends string> = T extends `${infer Headers}\n${string}` ? Split<Headers, ','> : never;
type Split<T extends string, Separator extends string> = T extends `${infer Head}${Separator}${infer Tail}`
? [Head, ...Split<Tail, Separator>]
: [T];
type MyCSVHeaders = CSVHeaders<"header1,header2,header3\nvalue1,value2,value3">; // Type is ["header1", "header2", "header3"]
Цей приклад використовує допоміжний тип `Split`, який рекурсивно розділяє рядок за комою. Тип `CSVHeaders` витягує перший рядок (заголовки), а потім використовує `Split` для створення кортежу рядків-заголовків. Це можна розширити для парсингу всієї структури CSV та створення представлення даних у вигляді типу.
Практичні застосування
Ці техніки мають різноманітні практичні застосування у розробці на TypeScript:
- Парсинг конфігурації: Валідація та вилучення значень з конфігураційних файлів (наприклад, `.env` файлів). Ви можете переконатися, що певні змінні середовища існують і мають правильний формат ще до запуску програми. Уявіть валідацію ключів API, рядків підключення до бази даних або конфігурацій функціональних прапорців.
- Валідація запитів/відповідей API: Визначення типів, що представляють структуру запитів та відповідей API, забезпечуючи типобезпеку при взаємодії із зовнішніми сервісами. Ви можете валідувати формат дат, валют або інших специфічних типів даних, що повертаються API. Це особливо корисно при роботі з REST API.
- Рядкові DSL (предметно-орієнтовані мови): Створення типобезпечних DSL для конкретних завдань, таких як визначення правил стилізації або схем валідації даних. Це може покращити читабельність та підтримуваність коду.
- Генерація коду: Генерація коду на основі рядкових шаблонів, що гарантує синтаксичну правильність згенерованого коду. Це часто використовується в інструментах та процесах збірки.
- Трансформація даних: Перетворення даних між різними форматами (наприклад, з camel case в snake case, з JSON в XML).
Розглянемо глобалізований додаток для електронної комерції. Ви можете використовувати шаблонні літеральні типи для валідації та форматування кодів валют на основі регіону користувача. Наприклад:
type CurrencyCode = "USD" | "EUR" | "JPY" | "GBP";
type LocalizedPrice<Currency extends CurrencyCode, Amount extends number> = `${Currency} ${Amount}`;
type USPrice = LocalizedPrice<"USD", 99.99>; // Type is "USD 99.99"
//Example of validation
type IsValidCurrencyCode<T extends string> = T extends CurrencyCode ? T : never;
type ValidCode = IsValidCurrencyCode<"EUR"> // Type is "EUR"
type InvalidCode = IsValidCurrencyCode<"XYZ"> // Type is never
Цей приклад демонструє, як створити типобезпечне представлення локалізованих цін та валідувати коди валют, надаючи гарантії правильності даних на етапі компіляції.
Переваги використання комбінаторів парсерів
- Типобезпека: Гарантує, що маніпуляції з рядками є типобезпечними, зменшуючи ризик помилок під час виконання.
- Повторне використання: Комбінатори парсерів є будівельними блоками для повторного використання, які можна комбінувати для вирішення складніших завдань парсингу.
- Читабельність: Модульна природа комбінаторів парсерів може покращити читабельність та підтримуваність коду.
- Валідація під час компіляції: Валідація відбувається на етапі компіляції, що дозволяє виявляти помилки на ранніх стадіях процесу розробки.
Обмеження
- Складність: Створення складних парсерів може бути непростим і вимагає глибокого розуміння системи типів TypeScript.
- Продуктивність: Обчислення на рівні типів можуть бути повільними, особливо для дуже складних типів.
- Повідомлення про помилки: Повідомлення про помилки TypeScript для складних типів іноді буває важко інтерпретувати.
- Виразність: Хоча система типів TypeScript є потужною, вона має обмеження у своїй здатності виражати певні види маніпуляцій з рядками (наприклад, повна підтримка регулярних виразів). Складніші сценарії парсингу можуть краще підходити для бібліотек парсингу під час виконання.
Висновок
Шаблонні літеральні типи TypeScript у поєднанні з умовними типами та виведенням типів надають потужний інструментарій для маніпуляції та аналізу рядкових типів під час компіляції. Комбінатори парсерів пропонують структурований підхід до створення складних парсерів на рівні типів, забезпечуючи надійну валідацію та трансформацію типів у ваших TypeScript-проєктах. Хоча існують обмеження, переваги типобезпеки, повторного використання та валідації під час компіляції роблять цю техніку цінним доповненням до вашого арсеналу TypeScript.
Опанувавши ці техніки, ви зможете створювати більш надійні, типобезпечні та підтримувані додатки, що використовують всю потужність системи типів TypeScript. Не забувайте враховувати компроміси між складністю та продуктивністю, вирішуючи, чи використовувати парсинг на рівні типів чи парсинг під час виконання для ваших конкретних потреб.
Цей підхід дозволяє розробникам перенести виявлення помилок на етап компіляції, що призводить до більш передбачуваних та надійних додатків. Подумайте про наслідки цього для інтернаціоналізованих систем - валідація кодів країн, мов та форматів дат під час компіляції може значно зменшити кількість помилок локалізації та покращити користувацький досвід для глобальної аудиторії.
Подальше дослідження
- Досліджуйте більш просунуті техніки комбінаторів парсерів, такі як бектрекінг та відновлення після помилок.
- Дослідіть бібліотеки, що надають готові комбінатори парсерів для типів TypeScript.
- Експериментуйте з використанням шаблонних літеральних типів для генерації коду та інших розширених сценаріїв використання.
- Робіть внесок у проєкти з відкритим кодом, які використовують ці техніки.
Постійно навчаючись та експериментуючи, ви зможете розкрити весь потенціал системи типів TypeScript та створювати більш досконалі та надійні додатки.