TypeScript 工具类型：释放类型系统的强大潜力

TypeScript 作为 JavaScript 的超集，其强大的类型系统为开发者提供了更安全、更可维护的代码编写体验。而工具类型（Utility Types）则是 TypeScript 类型系统中的一把利器，它允许我们通过操作和转换现有类型来创建新的类型，从而极大地提升了代码的灵活性和可复用性。

本文将深入探讨 TypeScript 工具类型，带你领略其强大之处，并掌握如何利用它们提升代码质量。

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一、工具类型简介

工具类型本质上是一些预定义的类型别名，它们接收一个或多个类型参数，并返回一个新的类型。TypeScript 内置了许多实用的工具类型，以下是常见的工具类型及其用法示例。

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二、常见工具类型详解

1. Partial

将类型 T 的所有属性设置为可选。

使用场景：
当你需要创建一个对象，但不确定是否包含所有属性时，可以使用 Partial。

示例：

interface User {
  name: string;
  age: number;
  email: string;
}

// 使用 Partial 将所有属性变为可选
type PartialUser = Partial<User>;

const user1: PartialUser = { name: "Alice" }; // 合法
const user2: PartialUser = { age: 25 };       // 合法
const user3: PartialUser = {};                // 合法

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2. Required

将类型 T 的所有属性设置为必选。

使用场景：
当你需要确保一个对象包含所有属性时，可以使用 Required。

示例：

interface User {
  name?: string;
  age?: number;
  email?: string;
}

// 使用 Required 将所有属性变为必选
type RequiredUser = Required<User>;

const user1: RequiredUser = { name: "Alice", age: 25, email: "[email protected]" }; // 合法
const user2: RequiredUser = { name: "Bob" }; // 错误：缺少 age 和 email

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3. Readonly

将类型 T 的所有属性设置为只读。

使用场景：
当你需要创建一个不可变的对象时，可以使用 Readonly。

示例：

interface User {
  name: string;
  age: number;
}

// 使用 Readonly 将所有属性变为只读
type ReadonlyUser = Readonly<User>;

const user: ReadonlyUser = { name: "Alice", age: 25 };
user.name = "Bob"; // 错误：无法分配到 "name"，因为它是只读属性

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4. Record

创建一个对象类型，其属性键为 K 类型，属性值为 T 类型。

使用场景：
当你需要定义一个键值对对象时，可以使用 Record。

示例：

type UserRole = "admin" | "user" | "guest";

// 使用 Record 定义角色对应的权限
type RolePermissions = Record<UserRole, string[]>;

const permissions: RolePermissions = {
  admin: ["create", "read", "update", "delete"],
  user: ["read", "update"],
  guest: ["read"],
};

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5. Pick

从类型 T 中选择指定属性 K 来构造新类型。

使用场景：
当你只需要一个类型的部分属性时，可以使用 Pick。

示例：

interface User {
  name: string;
  age: number;
  email: string;
}

// 使用 Pick 选择 name 和 email 属性
type UserContactInfo = Pick<User, "name" | "email">;

const contactInfo: UserContactInfo = {
  name: "Alice",
  email: "[email protected]",
};

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6. Omit

从类型 T 中排除指定属性 K 来构造新类型。

使用场景：
当你需要排除一个类型的某些属性时，可以使用 Omit。

示例：

interface User {
  name: string;
  age: number;
  email: string;
}

// 使用 Omit 排除 age 属性
type UserWithoutAge = Omit<User, "age">;

const user: UserWithoutAge = {
  name: "Alice",
  email: "[email protected]",
};

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7. Exclude

从类型 T 中排除可以赋值给 U 的类型。

使用场景：
当你需要从联合类型中排除某些类型时，可以使用 Exclude。

示例：

type Animal = "dog" | "cat" | "bird" | "fish";

// 使用 Exclude 排除 "bird" 和 "fish"
type LandAnimal = Exclude<Animal, "bird" | "fish">;

const animal: LandAnimal = "dog"; // 合法
const animal2: LandAnimal = "bird"; // 错误：类型“"bird"”不可分配给类型“"dog" | "cat"”

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8. Extract

从类型 T 中提取可以赋值给 U 的类型。

使用场景：
当你需要从联合类型中提取某些类型时，可以使用 Extract。

示例：

type Animal = "dog" | "cat" | "bird" | "fish";

// 使用 Extract 提取 "cat" 和 "dog"
type Pet = Extract<Animal, "cat" | "dog">;

const pet: Pet = "cat"; // 合法
const pet2: Pet = "fish"; // 错误：类型“"fish"”不可分配给类型“"cat" | "dog"”

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9. NonNullable

从类型 T 中排除 null 和 undefined。

使用场景：
当你需要确保一个类型不为 null 或 undefined 时，可以使用 NonNullable。

示例：

type MaybeString = string | null | undefined;

// 使用 NonNullable 排除 null 和 undefined
type DefinitelyString = NonNullable<MaybeString>;

const str1: DefinitelyString = "Hello"; // 合法
const str2: DefinitelyString = null;    // 错误：不能将类型“null”分配给类型“string”

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10. ReturnType

获取函数类型 T 的返回值类型。

使用场景：
当你需要提取函数的返回值类型时，可以使用 ReturnType。

示例：

function getUserInfo() {
  return { name: "Alice", age: 25 };
}

// 使用 ReturnType 获取 getUserInfo 的返回值类型
type UserInfo = ReturnType<typeof getUserInfo>;

const user: UserInfo = { name: "Bob", age: 30 }; // 合法

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三、自定义工具类型

除了内置的工具类型，我们还可以根据需求自定义工具类型。例如，我们可以定义一个 Nullable 类型，将类型 T 转换为可空类型：

type Nullable<T> = T | null;

示例：

type MaybeString = Nullable<string>;

const str1: MaybeString = "Hello"; // 合法
const str2: MaybeString = null;    // 合法

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四、总结

TypeScript 工具类型是提升代码质量和开发效率的利器。通过熟练掌握工具类型的使用，我们可以编写出更加简洁、可读、可维护的类型安全代码。希望本文的示例和解释能帮助你更好地理解和使用这些工具类型！

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附录：

• TypeScript 官方文档 - 工具类型
• TypeScript Deep Dive - 工具类型

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