面试题：TypeScript类型系统对代码生成的约束及突破

Question

已知一个复杂的TypeScript类型定义，例如一个嵌套的联合类型与交叉类型组合的类型。描述在基于此类型进行代码生成时，类型系统会施加哪些约束，并且举例说明如何在遵循类型安全的前提下，突破部分约束以实现特定的代码生成需求。

Answer 1

类型系统施加的约束

1. 赋值兼容性：当基于复杂类型进行代码生成时，赋值操作必须满足类型兼容性规则。例如，在联合类型 A | B 中，赋值给该联合类型变量的值必须是 A 类型或 B 类型。

   type Fruit = 'apple' | 'banana';
   let myFruit: Fruit;
   myFruit = 'apple'; // 正确
   myFruit = 'cherry'; // 错误，'cherry' 不在联合类型中
   

2. 属性访问：对于交叉类型 A & B，访问属性时必须确保该属性同时存在于 A 和 B 类型中。

   type User = { name: string };
   type Admin = { role: string };
   type UserAdmin = User & Admin;
   let userAdmin: UserAdmin;
   userAdmin.name; // 正确
   userAdmin.role; // 正确
   userAdmin.age; // 错误，User 和 Admin 类型都没有 'age' 属性
   

3. 函数参数和返回值：如果基于复杂类型定义函数参数或返回值，调用函数时传入的参数必须符合参数类型，返回值必须符合返回类型。

   type NumOrStr = number | string;
   function printValue(value: NumOrStr): void {
       if (typeof value === 'number') {
           console.log(value.toFixed(2));
       } else {
           console.log(value.toUpperCase());
       }
   }
   printValue(123); // 正确
   printValue('abc'); // 正确
   printValue(true); // 错误，boolean 类型不符合 NumOrStr 类型
   

突破部分约束以实现特定代码生成需求

1. 类型断言：通过类型断言，可以告诉编译器某个值的类型，从而突破部分类型约束。但需谨慎使用，因为如果断言错误，可能导致运行时错误。

   type Shape = { kind: 'circle' |'square' };
   type Circle = Shape & { kind: 'circle'; radius: number };
   type Square = Shape & { kind:'square'; sideLength: number };
   let shape: Shape = { kind: 'circle' };
   let circle = shape as Circle; // 假设已知 shape 实际是 Circle 类型
   console.log(circle.radius); // 这里如果 shape 实际不是 Circle 类型会出错
   

2. 类型守卫：使用类型守卫可以在运行时检查值的类型，从而在遵循类型安全的前提下，针对不同类型执行特定代码生成逻辑。

   type Animal = { type: 'dog' | 'cat' };
   type Dog = Animal & { type: 'dog'; bark: () => void };
   type Cat = Animal & { type: 'cat'; meow: () => void };
   function handleAnimal(animal: Animal) {
       if (animal.type === 'dog') {
           const dog = animal as Dog;
           dog.bark();
       } else {
           const cat = animal as Cat;
           cat.meow();
       }
   }
   

3. 索引类型查询和映射类型：在处理对象类型时，索引类型查询和映射类型可以动态生成新类型，从而满足特定代码生成需求。

   type UserInfo = { name: string; age: number };
   type UserInfoKeys = keyof UserInfo; // 'name' | 'age'
   type ReadonlyUserInfo = { readonly [K in UserInfoKeys]: UserInfo[K] };
   let readonlyUser: ReadonlyUserInfo = { name: 'John', age: 30 };
   // readonlyUser.name = 'Jane'; // 错误，ReadonlyUserInfo 类型的属性是只读的