TypeScript: Иерархия типов

• Типы как подмножества
• Литеральные типы
• unknown
• never
• Множества типов
• Приведение типов

В этом уроке мы разберем связь между типами, которая выстраивается в иерархию.

Типы как подмножества

Рассмотрим пример ошибки Type X is not assignable to type Y в функции для сортировки элементов. Допустим, у нас уже написана функция sort. И чтобы описать только ее типы, воспользуемся ключевым словом declare:

type ComparatorCallback = (item1: number, item2: number, index: number) => -1 | 0 | 1
declare function sort(arr: Array<number>, callback: ComparatorCallback): Array<number>

const arr = [1, 2, 3];
const comparator = (item1: number, item2: number) => Math.sign(item1 - item2);

sort(arr, comparator) // Error: Type 'number' is not assignable to type '0 | 1 | -1'.

Проверка типов выдала ошибку: объединение литеральных типов 0 | 1 | -1 не совместимо с типом number. Можно подумать, что система типов ошибается, и стоит использовать any. Но если мы подумаем о литеральных числовых типах как о подмножествах number, все становится логично.

Здесь отчетливо просматривается связь типов с теорией множеств. Множество A является подмножеством B, если любой элемент, который принадлежит A, также принадлежит B. Так мы получаем связи между типами, которые выстраиваются в иерархию типов. Это помогает понять, возможно ли присвоить переменную одного типа переменной другого типа.

Литеральные типы

Напомним, что литеральные типы существуют для четырех типов данных: boolean, string, number, BigInt. В итоге любой литеральный тип можно присвоить переменной соответствующего типа:

let num: number = 1;
const two: 2 = 2;
const notTrue: false = false;

num = two;
num = notTrue; // Type 'boolean' is not assignable to type 'number'.

Здесь 2 используется как литеральный тип, который представляет из себя множество из одного элемента — двойки.

Анализатор успешно пропустил присваивание литерального типа числа к number, но литеральный boolean тип мы уже не смогли присвоить. Чтобы решить эту проблему, можно использовать объединение типов number | boolean. Но если мы не уверены, что может быть присвоено, нам пришлось бы делать объединение с потенциально огромным числом типов.

В этом случае нам на помощь приходит тип unknown.

unknown

Тип unknown — это надмножество всех доступных типов, который позволяет присвоить переменной значение произвольного типа:

let unknownValue: unknown = 1;
const two: 2 = 2;
const notTrue: false = false;

unknownValue = two;
unknownValue = notTrue; // OK

Далее разберем случай, когда нам не нужно присваивать переменной никакого значения.

never

Иногда на практике нужно быть уверенным, что переменной не будет присвоено никакого значения. Это можно реализовать с помощью типа never:

let neverValue: never;
const two: 2 = 2;

neverValue = two; // Type 'number' is not assignable to type 'never'

Множества типов

Из текущих знаний мы можем составить следующую картинку множеств типов TypeScript:

В множество number также входят все объединения литеральных типов чисел, а в множество string — литеральных строк:

type NumberUnion = -2 | -1 | 1 | 2

const one: NumberUnion = 1;
const num: number = one;

type StringUnion = 'a' | 'b' | 'c' | 'd'

const aChar: StringUnion = 'a';
const str: string = aChar;

Такое подмножество типов называют подтипом, а само множество супертипом.

Взаимосвязи подтипов и супертипов — ключевая концепция любого статически типизированного языка. Они образуют иерархию типов. Это становится особо важно, когда мы хотим привести один тип к другому.

Приведение типов

Рассмотрим различные варианты приведения типов:

let num = 1; // Неявное восходящее приведение
const one: number = 1; // Явное восходящее приведение

const two = num as 2; // Явное нисходящее приведение

const three = 3 as const; // Приведение к литеральному типу — нисходящее

Когда мы присваиваем значение в переменную или передаем аргументы в функцию, TypeScript пытается сделать восходящее приведение — от подтипа к базовому. Также можно явно задать восходящее приведение. Мы уже пользовались этой возможностью, чтобы проверить, возможно ли привести один тип к другому или указать явно, переменную какого типа мы ожидаем.

Приведение базового типа к подтипу делается явно с помощью as. При таком поведении TypeScript принимает приведение типов за истину. В некоторых случаях это может привести к ошибке. Поэтому нисходящее приведение считается небезопасным. К такому коду нужно пристально присмотреться.

Задание

Реализуйте функцию getUserFriends(), которая принимает JSON с массивом пользователей и с массивом id друзей и возвращает список друзей пользователя по id. Друзья каждого пользователя хранятся в поле friends.

Если пользователь с указанным id не найден, то функция должна вернуть пустой массив.

const userJson = JSON.stringify({
  users: [
    { id: 1, name: 'John', age: 20 },
    { id: 2, name: 'Mary', age: 21 },
  ],
  friends: [
    [1, 2],
  ],
});

getUserFriends(userJson, 1); // [{ id: 2, name: 'Mary', age: 21 }]
getUserFriends(userJson, 2); // [{ id: 1, name: 'John', age: 20 }]
getUserFriends(userJson, 3); // []

Полезное

• Как устроена система типов в TypeScript

• Type Assertion