JavaScript Namuna Moslashuvi va Tip Xavfsizligi: Kompilyatsiya Vaqtida Tekshirish Bo'yicha Qo'llanma

Namuna moslashuvi - bu zamonaviy dasturlashdagi eng kuchli va ifodali xususiyatlardan biri bo'lib, uzoq vaqtdan beri Haskell, Rust va F# kabi funktsional tillarda nishonlanadi. Bu dasturchilarga ma'lumotlarni dekonstruksiya qilish va uning tuzilishiga asoslangan holda kodni ixcham va ajoyib o'qiladigan tarzda bajarish imkonini beradi. JavaScript rivojlanishda davom etar ekan, dasturchilar ushbu kuchli paradigmalar qabul qilishga ko'proq intilishmoqda. Biroq, muhim muammo saqlanib qolmoqda: JavaScript-ning dinamik olamida ushbu tillarning mustahkam tip xavfsizligi va kompilyatsiya vaqtida kafolatlariga qanday erishamiz?

Javob TypeScript-ning statik tip tizimidan foydalanishda yotadi. JavaScript-ning o'zi mahalliy namuna moslashuviga intilar ekan, uning dinamik tabiati har qanday tekshiruvlar ish vaqtida sodir bo'lishini anglatadi, bu esa ishlab chiqarishda kutilmagan xatolarga olib kelishi mumkin. Ushbu maqola haqiqiy kompilyatsiya vaqtida namunani tekshirish imkonini beruvchi usullar va vositalarga chuqur sho'ng'iydi, bu esa xatolarni foydalanuvchilar qilganda emas, balki yozganingizda ushlashingizni ta'minlaydi.

TypeScript-ning kuchli xususiyatlarini namuna moslashuvining nafisligi bilan birlashtirib, mustahkam, o'z-o'zini hujjatlashtiruvchi va xatolarga chidamli tizimlarni qanday qurishni o'rganamiz. Ish vaqtida xatolarning butun sinfini yo'q qilishga va xavfsizroq va saqlash osonroq kod yozishga tayyor bo'ling.

Namuna Moslashuvi O'zi Nima?

O'z mohiyatiga ko'ra, namuna moslashuvi - bu murakkab boshqaruv oqimi mexanizmi. Bu super-quvvatli `switch` bayonotiga o'xshaydi. Shunchaki oddiy qiymatlarga (masalan, raqamlar yoki satrlar) tenglikni tekshirish o'rniga, namuna moslashuvi qiymatni murakkab "namunalar" ga qarshi tekshirishga va agar moslik topilsa, o'sha qiymatning qismlariga o'zgaruvchilarni bog'lashga imkon beradi.

Keling, uni an'anaviy usullar bilan taqqoslaymiz:

Eski Usul: `if-else` Zanjirlari va `switch`

Geometrik shaklning maydonini hisoblaydigan funktsiyani ko'rib chiqing. An'anaviy usul bilan kodingiz quyidagicha ko'rinishi mumkin:

            
// Shape is an object with a 'type' property
function calculateArea(shape) {
  if (shape.type === 'circle') {
    return Math.PI * shape.radius * shape.radius;
  } else if (shape.type === 'square') {
    return shape.sideLength * shape.sideLength;
  } else if (shape.type === 'rectangle') {
    return shape.width * shape.height;
  } else {
    throw new Error('Unsupported shape type');
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Bu ishlaydi, lekin u ko'p so'zlardan iborat va xatolarga moyil. Agar siz `triangle` kabi yangi shaklni qo'shsangiz, lekin bu funktsiyani yangilashni unutgan bo'lsangiz nima bo'ladi? Kod ish vaqtida umumiy xatoni tashlaydi, bu esa haqiqiy xato kiritilgan joydan uzoq bo'lishi mumkin.

Namuna Moslashuvi Usuli: Deklarativ va Ifodali

Namuna moslashuvi ushbu mantiqni yanada deklarativ bo'lishi uchun qayta tuzadi. Imperativ tekshiruvlar qatoridan ko'ra, siz kutgan namunalarni va bajariladigan harakatlarni e'lon qilasiz:

            
// Pseudocode for a future JavaScript pattern matching feature
function calculateArea(shape) {
  match (shape) {
    when ({ type: 'circle', radius }): return Math.PI * radius * radius;
    when ({ type: 'square', sideLength }): return sideLength * sideLength;
    when ({ type: 'rectangle', width, height }): return width * height;
    default: throw new Error('Unsupported shape type');
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Asosiy afzalliklar darhol ayon bo'ladi:

• Destrukturizatsiya: `radius`, `width` va `height` kabi qiymatlar avtomatik ravishda `shape` ob'ektidan chiqariladi.
• O'qilishi: Kodning maqsadi aniqroq. Har bir `when` bandi ma'lum bir ma'lumotlar tuzilishini va unga mos keladigan mantiqni tavsiflaydi.
• Tugallanish: Bu tip xavfsizligi uchun eng muhim afzallik. Haqiqatan ham mustahkam namuna moslashuvi tizimi agar siz mumkin bo'lgan holatni hal qilishni unutgan bo'lsangiz, kompilyatsiya vaqtida sizni ogohlantirishi mumkin. Bu bizning asosiy maqsadimiz.

JavaScript Muammosi: Dinamizm va Xavfsizlik

JavaScript-ning eng katta kuchi - uning moslashuvchanligi va dinamik tabiati - shuningdek, tip xavfsizligi nuqtai nazaridan uning eng katta zaifligi hisoblanadi. Kompilyatsiya vaqtida shartnomalarni majburlaydigan statik tip tizimisiz, oddiy JavaScript-da namuna moslashuvi ish vaqtida tekshiruvlar bilan cheklangan. Bu quyidagini anglatadi:

• Kompilyatsiya Vaqtida Kafolatlar Yo'q: Kodingiz ishlamaguncha va u aniq yo'lga tushmaguncha, siz holatni o'tkazib yuborganingizni bilmaysiz.
• Jim Xatolar: Agar siz sukut bo'yicha holatni unutgan bo'lsangiz, mos kelmaydigan qiymat shunchaki `undefined` ga olib kelishi mumkin, bu esa nozik xatolarni keltirib chiqaradi.
• Qayta Tuzish Dahshatlari: Ma'lumotlar tuzilishiga yangi variantni qo'shish (masalan, yangi hodisa turi, yangi API javob holati) uni hal qilish kerak bo'lgan barcha joylarni topish uchun global qidiruv va almashtirishni talab qiladi. Birini o'tkazib yuborish sizning arizangizni buzishi mumkin.

Bu erda TypeScript o'yinni butunlay o'zgartiradi. Uning statik tip tizimi ma'lumotlarimizni aniq modellashtirishga imkon beradi va keyin kompilyatordan har bir mumkin bo'lgan o'zgarishni hal qilishimizni majburlash uchun foydalanamiz. Keling, qanday qilib o'rganamiz.

Texnika 1: Diskriminatsiyalangan Birlashmalar Bilan Asos

Tip-xavfsiz namuna moslashuvini ta'minlash uchun eng muhim TypeScript xususiyati diskriminatsiyalangan birlashma hisoblanadi (shuningdek, teglar birlashmasi yoki algebraik ma'lumotlar turi sifatida ham tanilgan). Bu bir nechta alohida imkoniyatlardan biri bo'lishi mumkin bo'lgan tipni modellashtirishning kuchli usuli.

Diskriminatsiyalangan Birlashma Nima?

Diskriminatsiyalangan birlashma uchta komponentdan qurilgan:

1. Alohida tiplar to'plami (birlashma a'zolari).
2. Diskriminant yoki teg sifatida tanilgan so'zma-so'z turga ega bo'lgan umumiy xususiyat. Ushbu xususiyat TypeScript-ga birlashma ichidagi o'ziga xos turini toraytirishga imkon beradi.
3. Barcha a'zo turlarini birlashtirgan birlashma turi.

Keling, ushbu naqsh yordamida shakl misolimizni qayta tuzamiz:

            
// 1. Define the distinct member types
interface Circle {
  kind: 'circle'; // The discriminant
  radius: number;
}

interface Square {
  kind: 'square'; // The discriminant
  sideLength: number;
}

interface Rectangle {
  kind: 'rectangle'; // The discriminant
  width: number;
  height: number;
}

// 2. Create the union type
type Shape = Circle | Square | Rectangle;

            

              
                Copy
              
            
          

Endi `Shape` turidagi o'zgaruvchi ushbu uchta interfeysdan biri bo'lishi kerak. `kind` xususiyati TypeScript-ning turini toraytirish imkoniyatlarini ochadigan kalit vazifasini bajaradi.

Kompilyatsiya Vaqtida Tugallanishni Tekshirishni Amalga Oshirish

Diskriminatsiyalangan birlashmamiz o'rnatilgan holda, endi biz kompilyator tomonidan har bir mumkin bo'lgan shaklni hal qilish kafolatlanadigan funktsiyani yozishimiz mumkin. Sehrli ingredient TypeScript-ning `never` turi bo'lib, u hech qachon sodir bo'lmasligi kerak bo'lgan qiymatni ifodalaydi.

Buni majburlash uchun oddiy yordamchi funktsiyani yozishimiz mumkin:

            
function assertUnreachable(x: never): never {
  throw new Error("Didn't expect to get here");
}

            

              
                Copy
              
            
          

Endi, `calculateArea` funktsiyamizni standart `switch` bayonotidan foydalanib qayta yozamiz. `default` holatida nima sodir bo'lishini kuzating:

            
function calculateArea(shape: Shape): number {
  switch (shape.kind) {
    case 'circle':
      // TypeScript knows `shape` is a Circle here!
      return Math.PI * shape.radius ** 2;

    case 'square':
      // TypeScript knows `shape` is a Square here!
      return shape.sideLength ** 2;

    case 'rectangle':
      // TypeScript knows `shape` is a Rectangle here!
      return shape.width * shape.height;

    default:
      // If we've handled all cases, `shape` will be of type `never`
      return assertUnreachable(shape);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu kod mukammal tarzda kompilyatsiya qilinadi. Har bir `case` blok ichida TypeScript `shape` turini `Circle`, `Square` yoki `Rectangle` ga toraytirib, `radius` kabi xususiyatlarga xavfsiz kirishimizga imkon beradi.

Endi sehrli lahza uchun. Tizimimizga yangi shakl kiritaylik:

            
interface Triangle {
  kind: 'triangle';
  base: number;
  height: number;
}

type Shape = Circle | Square | Rectangle | Triangle; // Add it to the union

            

              
                Copy
              
            
          

`Triangle` ni `Shape` birlashmasiga qo'shishimiz bilan `calculateArea` funktsiyamiz darhol kompilyatsiya vaqtida xatoni keltirib chiqaradi:

            
// In the `default` block of `calculateArea`:

return assertUnreachable(shape);
//                      ~~~~~
// Argument of type 'Triangle' is not assignable to parameter of type 'never'.

            

              
                Copy
              
            
          

Bu xato juda qimmatli. TypeScript kompilyatori bizga shunday demoqda: "Siz har bir mumkin bo'lgan `Shape` ni hal qilishga va'da bergansiz, lekin siz `Triangle` ni unutdingiz. `shape` o'zgaruvchisi hali ham sukut bo'yicha `Triangle` bo'lishi mumkin va bu `never` ga tayinlanmaydi."

Xatoni tuzatish uchun biz shunchaki etishmayotgan holatni qo'shamiz. Kompilyator bizning xavfsizlik tarmog'imizga aylanadi va bizning mantiqimiz ma'lumotlar modelimiz bilan sinxronlashda qolishini kafolatlaydi.

            
// ... inside the switch
    case 'triangle':
      return 0.5 * shape.base * shape.height;

    default:
      return assertUnreachable(shape);
// ... now the code compiles again!

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu Yondashuvning Afzalliklari va Kamchiliklari

• Afzalliklari:
  • Nol Bog'liqlik: U faqat asosiy TypeScript xususiyatlaridan foydalanadi.
  • Maksimal Tip Xavfsizligi: Temirdek kompilyatsiya vaqtida kafolatlar beradi.
  • Zo'r Ishlash: U yuqori optimallashtirilgan standart JavaScript `switch` bayonotiga kompilyatsiya qilinadi.
• Kamchiliklari:
  • Ko'p So'zlilik: `switch`, `case`, `break`/`return` va `default` qoplama og'ir tuyulishi mumkin.
  • Ifoda Emas: `switch` bayonotini to'g'ridan-to'g'ri qaytarish yoki o'zgaruvchiga tayinlash mumkin emas, bu esa ko'proq imperativ kod uslublariga olib keladi.

Texnika 2: Zamonaviy Kutubxonalar bilan Ergonomik API-lar

Diskriminatsiyalangan birlashma `switch` bayonoti bilan asos bo'lsa-da, uning qoplamasi zerikarli bo'lishi mumkin. Bu TypeScript kompilyatoridan xavfsizlik uchun foydalangan holda, namuna moslashuvi uchun yanada funktsional, ifodali va ergonomik API taqdim etadigan fantastik ochiq kodli kutubxonalarning paydo bo'lishiga olib keldi.

`ts-pattern` bilan tanishtirish

Ushbu sohadagi eng mashhur va kuchli kutubxonalardan biri `ts-pattern` hisoblanadi. Bu sizga `switch` bayonotlarini ifoda sifatida ishlaydigan ravon, zanjirli API bilan almashtirishga imkon beradi.

Keling, `calculateArea` funktsiyamizni `ts-pattern` yordamida qayta yozamiz:

            
import { match } from 'ts-pattern';

function calculateAreaWithTsPattern(shape: Shape): number {
  return match(shape)
    .with({ kind: 'circle' }, (s) => Math.PI * s.radius ** 2)
    .with({ kind: 'square' }, (s) => s.sideLength ** 2)
    .with({ kind: 'rectangle' }, (s) => s.width * s.height)
    .with({ kind: 'triangle' }, (s) => 0.5 * s.base * s.height)
    .exhaustive(); // This is the key to compile-time safety
}

            

              
                Copy
              
            
          

Keling, nima bo'layotganini ko'rib chiqaylik:

• `match(shape)`: Bu moslashtiriladigan qiymatni olib, namuna moslashuvi ifodasini boshlaydi.
• `.with({ kind: '...' }, handler)`: Har bir `.with()` qo'ng'irog'i namunani belgilaydi. `ts-pattern` ikkinchi argumentning turini (`handler` funktsiyasi) aniqlash uchun etarlicha aqlli. `{ kind: 'circle' }` namunasi uchun u `handler` ga kirish `s` `Circle` turida bo'lishini biladi.
• `.exhaustive()`: Bu usul bizning `assertUnreachable` hiylamizga teng. U `ts-pattern` ga barcha mumkin bo'lgan holatlar hal qilinishi kerakligini aytadi. Agar biz `.with({ kind: 'triangle' }, ...)` qatorini olib tashlasak, `ts-pattern` `.exhaustive()` qo'ng'irog'ida kompilyatsiya vaqtida xatoni keltirib chiqaradi va moslik tugallanmaganligini aytadi.

`ts-pattern` ning Kengaytirilgan Xususiyatlari

`ts-pattern` oddiy xususiyatni moslashtirishdan ancha uzoqqa boradi:

• `.when()` bilan Predikat Moslashuvi: Shartga asoslangan holda moslash.

            
match(input)
  .when(isString, (str) => `It's a string: ${str}`)
  .when(isNumber, (num) => `It's a number: ${num}`)
  .otherwise(() => 'It is something else');

            

              
                Copy
              
            
          

• Chuqur Joylashgan Namunalar: Murakkab ob'ekt tuzilmalarida moslash.

            
match(user)
  .with({ address: { city: 'Paris' } }, () => 'User is in Paris')
  .otherwise(() => 'User is elsewhere');

            

              
                Copy
              
            
          

• Joker belgilar va Maxsus Selektorlar: Namuna ichidagi qiymatni olish uchun `P.select()` dan yoki ma'lum bir turdagi har qanday qiymatni moslashtirish uchun `P.string`, `P.number` dan foydalaning.

            
import { match, P } from 'ts-pattern';

match(event)
  .with({ type: 'USER_LOGIN', user: { name: P.select() } }, (name) => {
    console.log(`${name} logged in.`);
  })
  .otherwise(() => {});

            

              
                Copy
              
            
          

`ts-pattern` kabi kutubxonadan foydalanib, siz har ikkala dunyoning eng yaxshisini olasiz: TypeScript-ning `never` tekshiruvining mustahkam kompilyatsiya vaqtida xavfsizligi, toza, deklarativ va juda ifodali API bilan birlashtirilgan.

Kelajak: TC39 Namuna Moslashuvi Taklifi

JavaScript tilining o'zi mahalliy namuna moslashuvini olish yo'lida. TC39 da (JavaScript-ni standartlashtiradigan qo'mita) tilga `match` ifodasini qo'shish bo'yicha faol taklif mavjud.

Taklif Etilgan Sintaksis

Sintaksis quyidagicha ko'rinishi mumkin:

            
// This is proposed JavaScript syntax and might change
const getMessage = (response) => {
  return match (response) {
    when ({ status: 200, body: b }) { return `Success with body: ${b}`; }
    when ({ status: 404 }) { return 'Not Found'; }
    when ({ status: s if s >= 500 }) { return `Server Error: ${s}`; }
    default { return 'Unknown response'; }
  }
};

            

              
                Copy
              
            
          

Tip Xavfsizligi Haqida Nima Deyish Mumkin?

Bu bizning muhokamamiz uchun hal qiluvchi savol. O'z-o'zidan, mahalliy JavaScript namuna moslashuvi xususiyati o'z tekshiruvlarini ish vaqtida bajaradi. U sizning TypeScript turlaringiz haqida bilmasdi.

Biroq, TypeScript jamoasi ushbu yangi sintaksis ustida statik tahlil qurishi deyarli aniq. TypeScript tipni toraytirishni amalga oshirish uchun `if` bayonotlarini va `switch` bloklarini tahlil qilgani kabi, u `match` ifodalarini tahlil qiladi. Bu shuni anglatadiki, biz oxir-oqibatda eng yaxshi natijaga erishishimiz mumkin:

1. Mahalliy, Ishlash Sintaksisi: Kutubxonalar yoki transpilatsiya hiylalariga hojat yo'q.
2. To'liq Kompilyatsiya Vaqtida Xavfsizlik: TypeScript `switch` uchun bugungi kunda qilganidek, diskriminatsiyalangan birlashmaga qarshi tugallanish uchun `match` ifodasini tekshiradi.

Ushbu xususiyat taklif bosqichlaridan o'tib, brauzerlar va ish vaqtlariga o'tishini kutayotganimizda, biz bugun diskriminatsiyalangan birlashmalar va kutubxonalar bilan muhokama qilgan usullar ishlab chiqarishga tayyor, eng zamonaviy echimdir.

Amaliy Ilovalar va Eng Yaxshi Amaliyotlar

Keling, ushbu naqshlar umumiy, haqiqiy dunyo rivojlanish stsenariylarida qanday qo'llanilishini ko'rib chiqaylik.

Holatni Boshqarish (Redux, Zustand va h.k.)

Harakatlar bilan holatni boshqarish diskriminatsiyalangan birlashmalar uchun mukammal foydalanish holatidir. Harakat turlari uchun satr konstantalaridan foydalanish o'rniga, barcha mumkin bo'lgan harakatlar uchun diskriminatsiyalangan birlashmani belgilang.

            
// Define actions
interface IncrementAction { type: 'counter/increment'; payload: number; }
interface DecrementAction { type: 'counter/decrement'; payload: number; }
interface ResetAction { type: 'counter/reset'; }

type CounterAction = IncrementAction | DecrementAction | ResetAction;

// A type-safe reducer
function counterReducer(state: number, action: CounterAction): number {
  return match(action)
    .with({ type: 'counter/increment' }, (act) => state + act.payload)
    .with({ type: 'counter/decrement' }, (act) => state - act.payload)
    .with({ type: 'counter/reset' }, () => 0)
    .exhaustive();
}

            

              
                Copy
              
            
          

Endi, agar siz `CounterAction` birlashmasiga yangi harakat qo'shsangiz, TypeScript sizni reduktorni yangilashga majbur qiladi. Unutilgan harakat ishlovchilari yo'q!

API Javoblarini Boshqarish

API-dan ma'lumotlarni olish bir nechta holatlarni o'z ichiga oladi: yuklash, muvaffaqiyat va xato. Buni diskriminatsiyalangan birlashma bilan modellashtirish sizning UI mantiqingizni ancha mustahkam qiladi.

            
// Model the async data state
type RemoteData =
  | { status: 'idle' }
  | { status: 'loading' }
  | { status: 'success'; data: T }
  | { status: 'error'; error: E };

// In your UI component (e.g., React)
function UserProfile({ userId }: { userId: string }) {
  const [userState, setUserState] = useState>({ status: 'idle' });

  // ... useEffect to fetch data and update state ...

  return match(userState)
    .with({ status: 'idle' }, () => 
Click a button to load the user.
)
    .with({ status: 'loading' }, () => )
    .with({ status: 'success' }, (state) => )
    .with({ status: 'error' }, (state) => )
    .exhaustive();
}

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu yondashuv siz ma'lumotlarni olishning har bir mumkin bo'lgan holati uchun UI amalga oshirganingizga kafolat beradi. Tasodifan yuklash yoki xato holatini hal qilishni unuta olmaysiz.

Eng Yaxshi Amaliyotlar Xulosasi

• Diskriminatsiyalangan Birlashmalar Bilan Modellashtiring: Har doim bir nechta alohida shakllardan biri bo'lishi mumkin bo'lgan qiymatga ega bo'lsangiz, diskriminatsiyalangan birlashmadan foydalaning. Bu TypeScript-dagi tip-xavfsiz naqshlarning asosi hisoblanadi.
• Har Doim Tugallanishni Majburlang: Siz `switch` bayonoti bilan `never` hiylasidan yoki kutubxonaning `.exhaustive()` usulidan foydalanasizmi, hech qachon namuna moslashuvini ochiq qoldirmang. Xavfsizlik shu erdan keladi.
• To'g'ri Asbobni Tanlang: Oddiy holatlar uchun `switch` bayonoti yaxshi. Murakkab mantiq, joylashgan moslik yoki yanada funktsional uslub uchun `ts-pattern` kabi kutubxona o'qilishni sezilarli darajada yaxshilaydi va qoplamani kamaytiradi.
• Namunani O'qiladigan Qiling: Maqsad aniqlikdir. Bir qarashda tushunish qiyin bo'lgan haddan tashqari murakkab, joylashgan namunalardan saqlaning. Ba'zan moslikni kichikroq funktsiyalarga ajratish yaxshiroq yondashuvdir.

Xulosa: Xavfsiz JavaScript-ning Kelajagini Yozish

Namuna moslashuvi shunchaki sintaktik shakar emas; bu yanada deklarativ, o'qiladigan va - eng muhimi - yanada mustahkam kodga olib keladigan paradigma. Biz uning JavaScript-ga mahalliy kelishini intiqlik bilan kutayotganimizda, uning afzalliklarini olish uchun kutishimiz shart emas.

TypeScript-ning statik tip tizimining kuchidan, ayniqsa diskriminatsiyalangan birlashmalar bilan foydalanib, biz kompilyatsiya vaqtida tekshiriladigan tizimlarni qura olamiz. Ushbu yondashuv xatolarni aniqlashni ish vaqtidan rivojlanish vaqtiga o'tkazadi, bu esa hisobsiz soatlarni tejaydi va ishlab chiqarish hodisalarining oldini oladi. `ts-pattern` kabi kutubxonalar ushbu mustahkam poydevorga quriladi va tip-xavfsiz kod yozishni quvonchga aylantiradigan nafis va kuchli API-ni taqdim etadi.

Kompilyatsiya vaqtida namunani tekshirishni qabul qilish yanada chidamli va saqlanadigan ilovalarni yozish yo'lidagi qadamdir. Bu sizni ma'lumotlaringiz bo'lishi mumkin bo'lgan barcha mumkin bo'lgan holatlar haqida aniq o'ylashga undaydi, noaniqliklarni yo'q qiladi va kodingizning mantiqini tiniq qiladi. Bugun o'z domeningizni diskriminatsiyalangan birlashmalar bilan modellashtirishni boshlang va TypeScript kompilyatori xatolarsiz dasturiy ta'minotni yaratishda sizning charchamas hamkoringiz bo'lsin.