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TS 类型体操/243.精读《type challenges - easy》.md

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+TS 强类型非常好用，但在实际运用中，免不了遇到一些难以描述，反复看官方文档也解决不了的问题，至今为止也没有任何一篇文档，或者一套教材可以解决所有犄角旮旯的类型问题。为什么会这样呢？因为 TS 并不是简单的注释器，而是一门图灵完备的语言，所以很多问题的解决方法藏在基础能力里，但你学会了基础能力又不一定能想到这么用。
+
+解决该问题的最好办法就是多练，通过实际案例不断刺激你的大脑，让你养成 TS 思维习惯。所以话不多说，我们今天从 [type-challenges](https://github.com/type-challenges/type-challenges) 的 Easy 难度题目开始吧。
+
+## 精读
+
+### [Pick](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00004-easy-pick/README.md)
+
+手动实现内置 `Pick<T, K>` 函数，返回一个新的类型，从对象 T 中抽取类型 K：
+
+```ts
+interface Todo {
+  title: string
+  description: string
+  completed: boolean
+}
+
+type TodoPreview = MyPick<Todo, 'title' | 'completed'>
+
+const todo: TodoPreview = {
+    title: 'Clean room',
+    completed: false,
+}
+```
+
+结合例子更容易看明白，也就是 `K` 是一个字符串，我们需要返回一个新类型，仅保留 `K` 定义的 Key。
+
+第一个难点在如何限制 `K` 的取值，比如传入 `T` 中不存在的值就要报错。这个考察的是硬知识，只要你知道 `A extends keyof B` 这个语法就能联想到。
+
+第二个难点在于如何生成一个仅包含 `K` 定义 Key 的类型，你首先要知道有 `{ [A in keyof B]: B[A] }` 这个硬知识，这样可以重新组合一个对象：
+
+```ts
+// 代码 1
+type Foo<T> = {
+  [P in keyof T]: T[P]
+}
+```
+
+只懂这个语法不一定能想出思路，原因是你要打破对 TS 的刻板理解，`[K in keyof T]` 不是一个固定模板，其中 `keyof T` 只是一个指代变量，它可以被换掉，如果你换掉成另一个范围的变量，那么这个对象的 Key 值范围就变了，这正好契合本题的 `K`：
+
+```ts
+// 代码 2（本题答案）
+type MyPick<T, K in keyof T> = {
+  [P in K]: T[P]
+}
+```
+
+这个题目别看知道答案后简单，回顾下还是有收获的。对比上面两个代码例子，你会发现，只不过是把代码 1 的 `keyof T` 从对象描述中提到了泛型定义里而已，所以功能上没有任何变化，但因为泛型可以由用户传入，所以代码 1 的 `P in keyof T` 因为没有泛型支撑，这里推导出来的就是 `T` 的所有 Keys，而代码 2 虽然把代码挪到了泛型，但因为用的是 `extends` 描述，所以表示 `P` 的类型被约束到了 `T` 的 Keys，至于具体是什么，得看用户代码怎么传。
+
+所以其实放到泛型里的 `K` 是没有默认值的，而写到对象里作为推导值就有了默认值。泛型里给默认值的方式如下：
+
+```ts
+// 代码 3
+type MyPick<T, K extends keyof T = keyof T> = {
+  [P in K]: T[P]
+}
+```
+
+也就是说，这样 `MyPick<Todo>` 就也可以正确工作并原封不动返回 `Todo` 类型，也就是说，代码 3 在不传第二个参数时，与代码 1 的功能完全一样。仔细琢磨一下共同点与区别，为什么代码 3 可以做到和代码 1 功能一样，又有更强的拓展性，你对 TS 泛型的实战理解就上了一个台阶。
+
+### [Readonly](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00007-easy-readonly/README.md)
+
+手动实现内置 `Readonly<T>` 函数，将对象所有属性设置为只读：
+
+```ts
+interface Todo {
+  title: string
+  description: string
+}
+
+const todo: MyReadonly<Todo> = {
+  title: "Hey",
+  description: "foobar"
+}
+
+todo.title = "Hello" // Error: cannot reassign a readonly property
+todo.description = "barFoo" // Error: cannot reassign a readonly property
+```
+
+这道题反而比第一题简单，只要我们用 `{ [A in keyof B]: B[A] }` 重新声明对象，并在每个 Key 前面加上 `readonly` 修饰即可：
+
+```ts
+// 本题答案
+type MyReadonly<T> = {
+  readonly [K in keyof T]: T[K]
+}
+```
+
+根据这个特性我们可以做很多延伸改造，比如将对象所有 Key 都设定为可选：
+
+```ts
+type Optional<T> = {
+  [K in keyof T]?: T[K]
+}
+```
+
+`{ [A in keyof B]: B[A] }` 给了我们描述每一个 Key 属性细节的机会，限制我们发挥的只有想象力。
+
+### [First Of Array](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00014-easy-first/README.md)
+
+实现类型 `First<T>`，取到数组第一项的类型：
+
+```ts
+type arr1 = ['a', 'b', 'c']
+type arr2 = [3, 2, 1]
+
+type head1 = First<arr1> // expected to be 'a'
+type head2 = First<arr2> // expected to be 3
+```
+
+这题比较简单，很容易想到的答案：
+
+```ts
+// 本题答案
+type First<T extends any[]> = T[0]
+```
+
+但在写这个答案时，有 10% 脑细胞提醒我没有判断边界情况，果然看了下答案，有空数组的情况要考虑，空数组时返回类型 `never` 而不是 `undefined` 会更好，下面几种写法都是答案：
+
+```ts
+type First<T extends any[]> = T extends [] ? never : T[0]
+type First<T extends any[]> = T['length'] extends 0 ? never : T[0]
+type First<T> = T extends [infer P, ...infer Rest] ? P : never
+```
+
+第一种写法通过 `extends []` 判断 `T` 是否为空数组，是的话返回 `never`。
+
+第二种写法通过长度为 0 判断空数组，此时需要理解两点：1. 可以通过 `T['length']` 让 TS 访问到值长度（类型的），2. `extends 0` 表示是否匹配 0，即 `extends` 除了匹配类型，还能直接匹配值。
+
+第三种写法是最省心的，但也使用了 `infer` 关键字，即使你充分知道 `infer` 怎么用（[精读《Typescript infer 关键字》](https://github.com/ascoders/weekly/blob/master/%E5%89%8D%E6%B2%BF%E6%8A%80%E6%9C%AF/207.%E7%B2%BE%E8%AF%BB%E3%80%8ATypescript%20infer%20%E5%85%B3%E9%94%AE%E5%AD%97%E3%80%8B.md)），也很难想到它。用 `infer` 的理由是：该场景存在边界情况，最便于理解的写法是 “如果 T 形如 `<P, ...>`” 那我就返回类型 `P`，否则返回 `never`”，这句话用 TS 描述就是：`T extends [infer P, ...infer Rest] ? P : never`。
+
+### [Length of Tuple](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00018-easy-tuple-length/README.md)
+
+实现类型 `Length<T>` 获取元组长度:
+
+```ts
+type tesla = ['tesla', 'model 3', 'model X', 'model Y']
+type spaceX = ['FALCON 9', 'FALCON HEAVY', 'DRAGON', 'STARSHIP', 'HUMAN SPACEFLIGHT']
+
+type teslaLength = Length<tesla>  // expected 4
+type spaceXLength = Length<spaceX> // expected 5
+```
+
+经过上一题的学习，很容易想到这个答案：
+
+```ts
+type Length<T extends any[]> = T['length']
+```
+
+对 TS 来说，元组和数组都是数组，但元组对 TS 来说可以观测其长度，`T['length']` 对元组来说返回的是具体值，而对数组来说返回的是 `number`。
+
+### [Exclude](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00043-easy-exclude/README.md)
+
+实现类型 `Exclude<T, U>`，返回 `T` 中不存在于 `U` 的部分。该功能主要用在联合类型场景，所以我们直接用 `extends` 判断就行了：
+
+```ts
+// 本题答案
+type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T
+```
+
+实际运行效果：
+
+```ts
+type C = Exclude<'a' | 'b', 'a' | 'c'> // 'b'
+```
+
+看上去有点不那么好理解，这是因为 TS 对联合类型的执行是分配率的，即：
+
+```ts
+Exclude<'a' | 'b', 'a' | 'c'>
+// 等价于
+Exclude<'a', 'a' | 'c'> | Exclude<'b', 'a' | 'c'>
+```
+
+### [Awaited](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00189-easy-awaited/README.md)
+
+实现类型 `Awaited`，比如从 `Promise<ExampleType>` 拿到 `ExampleType`。
+
+首先 TS 永远不会执行代码，所以脑子里不要有 “await 得等一下才知道结果” 的念头。该题关键就是从 `Promise<T>` 中抽取类型 `T`，很适合用 `infer` 做：
+
+```ts
+type MyAwaited<T> = T extends Promise<infer U> ? U : never
+```
+
+然而这个答案还不够标准，标准答案考虑了嵌套 `Promise` 的场景：
+
+```ts
+// 该题答案
+type MyAwaited<T extends Promise<unknown>> = T extends Promise<infer P>
+  ? P extends Promise<unknown> ? MyAwaited<P> : P
+  : never
+```
+
+如果 `Promise<P>` 取到的 `P` 还形如 `Promise<unknown>`，就递归调用自己 `MyAwaited<P>`。这里提到了递归，也就是 TS 类型处理可以是递归的，所以才有了后面版本做尾递归优化。
+
+### [If](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00268-easy-if/README.md)
+
+实现类型 `If<Condition, True, False>`，当 `C` 为 `true` 时返回 `T`，否则返回 `F`：
+
+```ts
+type A = If<true, 'a', 'b'>  // expected to be 'a'
+type B = If<false, 'a', 'b'> // expected to be 'b'
+```
+
+之前有提过，`extends` 还可以用来判定值，所以果断用 `extends true` 判断是否命中了 `true` 即可：
+
+```ts
+// 本题答案
+type If<C, T, F> = C extends true ? T : F
+```
+
+### [Concat](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00533-easy-concat/README.md)
+
+用类型系统实现 `Concat<P, Q>`，将两个数组类型连起来：
+
+```ts
+type Result = Concat<[1], [2]> // expected to be [1, 2]
+```
+
+由于 TS 支持数组解构语法，所以可以大胆的尝试这么写：
+
+```ts
+type Concat<P extends any[], Q extends any[]> = [...P, ...Q]
+```
+
+考虑到 `Concat` 函数应该也能接收非数组类型，所以做一个判断，为了方便书写，把 `extends` 从泛型定义位置挪到 TS 类型推断的运行时：
+
+```ts
+// 本题答案
+type Concat<P, Q> = [
+  ...P extends any[] ? P : [P],
+  ...Q extends any[] ? Q : [Q],
+]
+```
+
+解决这题需要信念，相信 TS 可以像 JS 一样写逻辑。这些能力都是版本升级时渐进式提供的，所以需要不断阅读最新 TS 特性，快速将其理解为固化知识，其实还是有一定难度的。
+
+### [Includes](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/00898-easy-includes/README.md)
+
+用类型系统实现 `Includes<T, K>` 函数：
+
+```ts
+type isPillarMen = Includes<['Kars', 'Esidisi', 'Wamuu', 'Santana'], 'Dio'> // expected to be `false`
+```
+
+由于之前的经验，很容易做下面的联想：
+
+```ts
+// 如果题目要求是这样
+type isPillarMen = Includes<'Kars' | 'Esidisi' | 'Wamuu' | 'Santana', 'Dio'>
+// 那我就能用 extends 轻松解决了
+type Includes<T, K> = K extends T ? true : false
+```
+
+可惜第一个输入是数组类型，`extends` 可不支持判定 “数组包含” 逻辑，此时要了解一个新知识点，即 TS 判断中的 `[number]` 下标。不仅这道题，以后很多困难题都需要它作为基础知识。
+
+`[number]` 下标表示任意一项，而 `extends T[number]` 就可以实现数组包含的判定，因此下面的解法是有效的：
+
+```ts
+type Includes<T extends any[], K> = K extends T[number] ? true : false
+```
+
+但翻答案后发现这并不是标准答案，还真找到一个反例：
+
+```ts
+type Includes<T extends any[], K> = K extends T[number] ? true : false
+type isPillarMen = Includes<[boolean], false> // true
+```
+
+原因很简单，`true`、`false` 都继承自 `boolean`，所以 `extends` 判断的界限太宽了，题目要求的是精确值匹配，故上面的答案理论上是错的。
+
+标准答案是每次判断数组第一项，并递归（讲真觉得这不是 easy 题），分别有两个难点。
+
+第一如何写 Equal 函数？比较流行的方案是这个：
+
+```ts
+type Equal<X, Y> =
+  (<T>() => T extends X ? 1 : 2) extends
+  (<T>() => T extends Y ? 1 : 2) ? true : false
+```
+
+关于如何写 Equal 函数还引发了一次 [小讨论](https://github.com/microsoft/TypeScript/issues/27024#issuecomment-421529650)，上面的代码构造了两个函数，这两个函数内的 `T` 属于 deferred（延迟）判断的类型，该类型判断依赖于内部 `isTypeIdenticalTo` 函数完成判断。
+
+有了 `Equal` 后就简单了，我们用解构 + `infer` + 递归的方式做就可以了：
+
+```ts
+// 本题答案
+type Includes<T extends any[], K> =
+  T extends [infer F, ...infer Rest] ?
+    Equal<F, K> extends true ?
+      true
+      : Includes<Rest, K>
+    : false
+```
+
+每次取数组第一个值判断 `Equal`，如果不匹配则拿剩余项递归判断。这个函数组合了不少 TS 知识，比如：
+
+- 递归
+- 解构
+- `infer`
+- `extends true`
+
+可以发现，就为了解决 `true extends boolean` 为 `true` 的问题，我们绕了一大圈使用了更复杂的方式来实现，这在 TS 体操中也算是常态，解决问题需要耐心。
+
+
+### [Push](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/03057-easy-push/README.md)
+
+实现 `Push<T, K>` 函数：
+
+```ts
+type Result = Push<[1, 2], '3'> // [1, 2, '3']
+```
+
+这道题真的很简单，用解构就行了：
+
+```ts
+// 本题答案
+type Push<T extends any[], K> = [...T, K]
+```
+
+可见，想要轻松解决一个 TS 简单问题，首先你需要能解决一些困难问题 😁。
+
+### [Unshift](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/03060-easy-unshift/README.md)
+
+实现 `Unshift<T, K>` 函数：
+
+```ts
+type Result = Unshift<[1, 2], 0> // [0, 1, 2,]
+```
+
+在 `Push` 基础上改下顺序就行了：
+
+```ts
+// 本题答案
+type Unshift<T extends any[], K> = [K, ...T]
+```
+
+### [Parameters](https://github.com/type-challenges/type-challenges/blob/main/questions/03312-easy-parameters/README.md)
+
+实现内置函数 `Parameters`：
+
+`Parameters` 可以拿到函数的参数类型，直接用 `infer` 实现即可，也比较简单：
+
+```ts
+type Parameters<T> = T extends (...args: infer P) => any ? P : []
+```
+
+`infer` 可以很方便从任何具体的位置取值，属于典型难懂易用的语法。
+
+## 总结
+
+
+
+> 讨论地址是：[精读《type challenges - easy》· Issue #422 · dt-fe/weekly](https://github.com/dt-fe/weekly/issues/422)
+
+**如果你想参与讨论，请 [点击这里](https://github.com/dt-fe/weekly)，每周都有新的主题，周末或周一发布。前端精读 - 帮你筛选靠谱的内容。**
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+> 版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名（[创意共享 3.0 许可证](https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.zh)）
+
+

helper.js

@@ -7,6 +7,7 @@ const fs = require("fs");
 
 const dirs = [
   "前沿技术",
+  "TS 类型体操",
   "设计模式",
   "编译原理",
   "源码解读",

readme.md

@@ -6,7 +6,7 @@
 
 前端界的好文精读，每周更新！
 
-最新精读：<a href="./前沿技术/242.%E7%B2%BE%E8%AF%BB%E3%80%8Aweb%20reflow%E3%80%8B.md">242.精读《web reflow》</a>
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 素材来源：[周刊参考池](https://github.com/ascoders/weekly/issues/2)
 
@@ -192,6 +192,10 @@
 - <a href="./前沿技术/240.%E7%B2%BE%E8%AF%BB%E3%80%8AReact%20useEvent%20RFC%E3%80%8B.md">240.精读《React useEvent RFC》</a>
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+### TS 类型体操
+
+- <a href="./TS 类型体操/243.%E7%B2%BE%E8%AF%BB%E3%80%8Atype%20challenges%20-%20easy%E3%80%8B.md">243.精读《type challenges - easy》</a>
+
 ### 设计模式
 
 - <a href="./设计模式/167.%E7%B2%BE%E8%AF%BB%E3%80%8A%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%20-%20Abstract%20Factory%20%E6%8A%BD%E8%B1%A1%E5%B7%A5%E5%8E%82%E3%80%8B.md">167.精读《设计模式 - Abstract Factory 抽象工厂》</a>