大晚上突發(fā)奇想，要鍛煉身體。

做個(gè)什么運(yùn)動(dòng)呢？要選個(gè)室內(nèi)的、適合我這個(gè)小小出租屋的，最好還是有點(diǎn)樂(lè)趣和挑戰(zhàn)性的。

那就做個(gè)體操吧！對(duì)， TypeScript 類型體操！

咱第一次做這個(gè)體操，于是想了個(gè)“簡(jiǎn)單點(diǎn)”的場(chǎng)景，練練手。

我的需求是這樣的：

• 有兩個(gè)接口， IEncryptionAlgorithm 和 IEncryptionAlgorithmConfig ，分別是加密算法的接口和配置接口。
• 還有一個(gè) EncryptionService<T, U> ， T 是加密算法的接口， U 是配置接口。

// 加密算法配置接口
export interface IEncryptionAlgorithmConfig { }

// 加密算法接口
export interface IEncryptionAlgorithm<T extends IEncryptionAlgorithmConfig> { }

// 加密服務(wù)
export class EncryptionService<
    TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>,
    TConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig
> { }

這樣，用就可以自己定義加密算法和配置了。比如用戶可以實(shí)現(xiàn)一個(gè) AESGCMEncryption 加密算法，和一個(gè) AESGCMEncryptionConfigFromEnv 配置類。

export interface IAESGCMEncryptionConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig {
    password: string;
    salt: Uint8Array;
    iv: Uint8Array;
}

export class AESGCMEncryption implements IEncryptionAlgorithm<IAESGCMEncryptionConfig> { }

export class AESGCMEncryptionConfigFromEnv implements IAESGCMEncryptionConfig { }

但是問(wèn)題來(lái)了，對(duì)于 AESGCMEncryption 加密算法，它的配置類必須是 IAESGCMEncryptionConfig ，否則就無(wú)法正確獲取 password 、 salt 、 iv 這三個(gè)屬性。

然而，在目前的類型聲明中，這一點(diǎn)是無(wú)法做到的：

// encryptionService 類型是正確的，沒(méi)問(wèn)題
let encryptionService: EncryptionService<AESGCMEncryption, AESGCMEncryptionConfigFromEnv>;

// encryptionService2 也是正確的，類型系統(tǒng)沒(méi)有報(bào)錯(cuò)
// 但是應(yīng)該報(bào)錯(cuò)，因?yàn)?IEncryptionAlgorithmConfig 沒(méi)有 password 、 salt 、 iv 這三個(gè)屬性
// IEncryptionAlgorithmConfig 并不適合 AESGCMEncryption 加密算法
let encryptionService2: EncryptionService<AESGCMEncryption, IEncryptionAlgorithmConfig>;

那么我當(dāng)然是求助我的體操教練 deepseek-r1 。

教練說(shuō)：這個(gè)問(wèn)題好解決，但是你先去洗個(gè)澡再回來(lái)。

我說(shuō)：老師我看您面色如鐵，怎么好像有點(diǎn)猶豫？

教練說(shuō)：幾百年沒(méi)見(jiàn)過(guò)玩 TypeScript 類型體操的了！你也就是走運(yùn)，今天我有心情理你！

第一次問(wèn)答 DeepSeek 給出的解決方案：

// 新增類型工具：從算法類中提取配置類型
export type ConfigType<T> = T extends IEncryptionAlgorithm<infer C> ? C : never;

export class EncryptionService<
    TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>,
    TConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig = ConfigType<TAlgorithm>
> { }

很遺憾，并沒(méi)有解決問(wèn)題。

再次向教練描述情況后，教練終于給出了正確方案：

export type EncryptionConfigType<T> = T extends IEncryptionAlgorithm<infer C> ? C : never;

export class EncryptionService<
    TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<any>,
    TConfig extends EncryptionConfigType<TAlgorithm> = EncryptionConfigType<TAlgorithm>
> { }

這次終于解決了問(wèn)題。

最后，教練授之以漁。

DeepSeek-R1

以下是關(guān)于這個(gè) TypeScript 類型問(wèn)題的原理剖析，通過(guò)循序漸進(jìn)的分析來(lái)理解背后的類型系統(tǒng)邏輯：

第一章：基礎(chǔ)場(chǎng)景分析

1.原始問(wèn)題

我們有一個(gè)加密服務(wù)類 EncryptionService，它需要兩個(gè)泛型參數(shù)：

class EncryptionService<
  TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>,
  TConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig
> {}

期望實(shí)現(xiàn)：

• 當(dāng) TAlgorithm 是 AESGCMEncryption 時(shí)
• TConfig 必須 是 IAESGCMEncryptionConfig
• 不能 使用其他類型（如基礎(chǔ)接口 IEncryptionAlgorithmConfig）

2.直觀嘗試

用戶最初嘗試這樣定義：

class EncryptionService<
  TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>,
  TConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig = ConfigType<TAlgorithm>
> {}

期望：

• TConfig 自動(dòng)從 TAlgorithm 中提取配置類型。
• 實(shí)現(xiàn)類型關(guān)聯(lián)約束。

但發(fā)現(xiàn)以下用法沒(méi)有報(bào)錯(cuò)：

let service: EncryptionService<AESGCMEncryption, IEncryptionAlgorithmConfig>; // 不報(bào)錯(cuò) ?

第二章：類型系統(tǒng)的局限

1.循環(huán)依賴問(wèn)題

當(dāng)這樣定義時(shí)：

TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>
TConfig extends ConfigType<TAlgorithm>

實(shí)際上創(chuàng)建了循環(huán)依賴：

• 要確定 TAlgorithm 需要先知道 TConfig。
• 要確定 TConfig 又需要先知道 TAlgorithm。

TypeScript 無(wú)法解析這種循環(huán)依賴，會(huì)觸發(fā)錯(cuò)誤：

Type parameter 'TConfig' has a circular constraint.ts(2313)

2.類型推導(dǎo)的妥協(xié)

當(dāng)使用：

TConfig extends IEncryptionAlgorithmConfig = ConfigType<TAlgorithm>

實(shí)際上：

• TConfig 的約束是寬泛的 IEncryptionAlgorithmConfig
• 默認(rèn)值使用 ConfigType<TAlgorithm> 推導(dǎo)

結(jié)果：

• 顯式指定 TConfig 時(shí)（如 IEncryptionAlgorithmConfig）。
• 只要滿足 IEncryptionAlgorithmConfig 的約束就能通過(guò)檢查。
• 失去了與 TAlgorithm 的嚴(yán)格關(guān)聯(lián)。

第三章：突破循環(huán)依賴

1.關(guān)鍵思路轉(zhuǎn)變

我們需要：

• 解除 TAlgorithm 和 TConfig 的直接循環(huán)。
• 通過(guò)第三方類型工具建立間接關(guān)聯(lián)。

2.引入類型提取工具

定義條件類型：

type EncryptionConfigType<T> = 
  T extends IEncryptionAlgorithm<infer C> ? C : never;

這個(gè)類型的作用：

• 如果 T 是實(shí)現(xiàn)了 IEncryptionAlgorithm<C> 的類。
• 則提取出配置類型 C。

3.重構(gòu)泛型參數(shù)

class EncryptionService<
  TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<any>, // 臨時(shí)放寬約束
  TConfig extends EncryptionConfigType<TAlgorithm> // 關(guān)鍵約束
> {}

4.分步解析

當(dāng)用戶這樣使用時(shí)：

type Test1 = EncryptionConfigType<AESGCMEncryption>;
// 等價(jià)于 IAESGCMEncryptionConfig

type Test2 = EncryptionConfigType<string>; // 得到 never

此時(shí)泛型參數(shù)的邏輯：

• 先確定 TAlgorithm 是某個(gè)加密算法類
• 通過(guò) EncryptionConfigType<TAlgorithm> 提取其配置類型
• 要求 TConfig 必須匹配該配置類型

第四章：類型推導(dǎo)過(guò)程

1.合法用法分析

let service: EncryptionService<AESGCMEncryption>;

推導(dǎo)過(guò)程：

• TAlgorithm = AESGCMEncryption
• TConfig = EncryptionConfigType<AESGCMEncryption> → IAESGCMEncryptionConfig
• 驗(yàn)證 AESGCMEncryption 是否滿足 IEncryptionAlgorithm<any> → 滿足

2.非法用法分析

let service: EncryptionService<AESGCMEncryption, IEncryptionAlgorithmConfig>;

推導(dǎo)過(guò)程：

• TAlgorithm = AESGCMEncryption
• TConfig = IEncryptionAlgorithmConfig
• 檢查 IEncryptionAlgorithmConfig 是否滿足 EncryptionConfigType<AESGCMEncryption> → 等價(jià)于檢查 IEncryptionAlgorithmConfig extends IAESGCMEncryptionConfig → 失敗

第五章：關(guān)鍵差異對(duì)比

1.原始方案的問(wèn)題

class Service<TAlgo extends IEncryptionAlgorithm<TConfig>, TConfig...>

建立了：

TAlgo → TConfig → TAlgo → TConfig...

形成閉環(huán)，類型系統(tǒng)無(wú)法展開(kāi)推導(dǎo)

2.最終方案的優(yōu)勢(shì)

class Service<TAlgo extends IEncryptionAlgorithm<any>, TConfig...>

建立：

TAlgo → (通過(guò) EncryptionConfigType) → TConfig

形成單向推導(dǎo)鏈，打破循環(huán)

第六章：技術(shù)總結(jié)

1.核心知識(shí)點(diǎn)

條件類型（Conditional Types）：

T extends U ? X : Y

允許根據(jù)類型關(guān)系進(jìn)行類型推導(dǎo)

類型推斷（infer）：

T extends IEncryptionAlgorithm<infer C> ? C : never

從泛型類型中提取嵌套類型

泛型約束解耦：通過(guò)中間類型工具打破循環(huán)依賴

2. 設(shè)計(jì)原則

關(guān)注點(diǎn)分離：

• 算法類的定義與其配置類型解耦
• 通過(guò)類型工具建立關(guān)聯(lián)

推導(dǎo)優(yōu)于顯式聲明：

• 優(yōu)先讓類型系統(tǒng)自動(dòng)推導(dǎo)
• 顯式聲明時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格檢查

第七章：擴(kuò)展思考

1.如果增加新加密算法

class RSAEncryption implements IEncryptionAlgorithm<IRSAConfig> {}

類型系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保證：

let service: EncryptionService<RSAEncryption>; // TConfig = IRSAConfig
let service: EncryptionService<RSAEncryption, IAESGCMEncryptionConfig>; // 錯(cuò)誤 ?

2.為什么使用 any 是安全的

在：

TAlgorithm extends IEncryptionAlgorithm<any>

中：

• any 僅用于臨時(shí)繞過(guò)類型檢查。
• 實(shí)際約束由 TConfig extends EncryptionConfigType<TAlgorithm> 保證。
• 最終使用時(shí)類型系統(tǒng)仍會(huì)驗(yàn)證實(shí)際類型。

通過(guò)這種層層遞進(jìn)的分析，我們可以理解 TypeScript 類型系統(tǒng)在處理復(fù)雜泛型關(guān)系時(shí)的行為模式，以及如何通過(guò)合理的類型工具設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的類型關(guān)聯(lián)約束。