TypeScript 类型体操之 First of Array

题目要求

实现一个通用 First<T>，它接受一个数组 T 并返回它的第一个元素的类型。

例如：

ts 复制代码

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

题目实现

找到数组 T 第一项的类型还是比较简单，只需要 T[0] 即可，但是问题就是，如果数组为空，数组第一项的类型就是 never，所以题目的难点变成了使用 TS 判断一个数组是否为空数组。

看了一遍评论区之后，找到了下面几种解决方案：

1、`T['length'] extends 0`

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = T['length'] extends 0 ? never : T[0]

T extends any[] 表示类型约束，用来限制 T 为一个数组。

而 T['length'] extends 0 中的 extends 来表示条件类型，在 TS 中 A extends B ? C : D 的意思是"如果 A 可以赋值给 B，那么类型就是 C，否则就是 D"。

在此表达式中 "B" 为 0 也就是说如果条件成立，那么 T['length'] 只能为 0，到此我们就完成了数组是否为空的判断。

综上，我们可以实现了 First<T> 返回 T 的第一个元素的类型。

2、`T extends []`

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = T extends [] ? never : T[0]

和第一种实现方式类型，不过使用了 T extends [] 来判断了 T 类型是否为空数组。

3、`T[number] extends never`

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = T[number] extends never ? never : T[0];

T 是一个数组，T[number] 表示 T 的下标为 number 的元素类型，也就是 T 中所有可能的元素类型组成的联合类型。

T[number] extends never 表示如果 T 的所有元素可能的类型是 never，也就是说 T 是一个空数组，则返回 never 类型；否则，返回 T 的第一个元素的类型。

4、`'0' extends keyof T`

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = '0' extends keyof T ? T[0] : never;

我们可以通过 keyof T 来获取类型 T 所有键的类型组合，那么如果 '0' 是 T 的键就表示 T 是一个非空数组。

如果 T 是一个非空数组，返回 T[0]，否则，返回 never 类型。

5、`infer`

在 TS 中，我们通过 extends 和 infer 可以实现一个类似于模式匹配的效果。前面说过 A extends B ? C : D 的意思是"如果 A 可以赋值给 B，那么类型就是 C，否则就是 D"。而在 B 中我们把某个类型变量使用 infer T 来表示，并可以获取它。

举个例子：

ts 复制代码

// 我们使用 (...args: infer P) => any 表示了一个函数声明，其中使用 infer P 来表示函数的类型参数
// 如果传入的参数能够赋值给函数声明，就可以通过 P 来获取参数类型了
type Parameters<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: infer P) => any ? P : never;

// 我们使用 T extends (...args: any) => infer R 表示了一个函数声明，其中使用 infer R 来表示函数的返回参数
// 如果传入的参数能够赋值给函数声明，就可以通过 R 来获取返回类型了
type ReturnType<T extends (...args: any) => any> = T extends (...args: any) => infer R ? R : any;

感觉有点类型于正则匹配，/<([^>]*)>/.exec('<html>') 我们使用 () 包裹要获取的内容，当整个正则和字符串匹配的时候，我们就能获取真正对应的字符串了。

现在我们可以实现题目

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = T extends [infer A, ...infer _rest] ? A : never

在 T extends [infer A, ...infer _rest] ? A : never 中，如果 T 是一个至少有一个元素的数组，那么 A 就会推断为 T 的第一个元素的类型，然后返回 A；否则，返回 never 类型。

对 TypeScript 的理解

做完这道题突然有一个很大的收获，TypeScript是针对类型的编程，而不是针对数据的编程。

在做这道题的时候一直纠结一个问题

ts 复制代码

type First<T extends any[]> = T extends [infer A, ...infer rest] ? A : never

const arr = [1, 2, 3];
type ArrType = typeof arr
type ArrFirstType = First<ArrType>; // never

为什么在这种情况，arr 明明不是空数组，却会返回 never。但是后面突然明白了，当我通过 typeof arr 获取类型时，我们获取的是 number[]，和 arr 具体的值并无关系。

TS 是在静态编译时对类型的限制，和运行时的具体数据并无关系。

我们对类型 [number, string] 获取第一个类型肯定为 number，对类型 [1, '2'] 获取第一个类型为 1，而对 [] 获取第一个类型则为 never。

但是对于 number[] 来说，它并不一定有第一个元素，所以我们也没办法获取第一个元素的类型。所以个人认为这是一个未定义的结果。而对于测试样例，我们也能看到测试的类型都是具体的类型。所以对于上面的不同解法，对 number[] 这种情况，返回 number 或 never 都在可理解范围。

ts 复制代码

type cases = [
  Expect<Equal<First<[3, 2, 1]>, 3>>,
  Expect<Equal<First<[() => 123, { a: string }]>, () => 123>>,
  Expect<Equal<First<[]>, never>>,
  Expect<Equal<First<[undefined]>, undefined>>
];

TypeScript 类型体操之 First of Array