Vue3 TypeScript 之 Ref 类型从零实现

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Vue3 中，ref 是一个新出现的 api，不太了解这个 api 的小伙伴可以先看 官方api文档。

简单介绍来说，响应式的属性依赖一个复杂类型的载体，想象一下这样的场景，你有一个数字 count 需要响应式的改变。

const count = reactive(2)

// ❌ 什么鬼
count = 3

这样肯定是无法触发响应式的，因为 Proxy 需要对一个复杂类型上的某个属性的访问进行拦截，而不是直接拦截一个变量的改变。

于是就有了 ref 这个函数，它会为简单类型的值生成一个形为 { value: T } 的包装，这样在修改的时候就可以通过 count.value = 3 去触发响应式的更新了。

const count = ref(2)

// ✅ (*^▽^*) 完全可以
count.value = 3

那么，ref 函数所返回的类型 Ref，就是本文要讲解的重点了。

为什么说 Ref 是个比较复杂的类型呢？假如 ref 函数中又接受了一个 Ref 类型的参数呢？Vue3 内部其实是会帮我们层层解包，只剩下最里层的那个 Ref 类型。

它是支持嵌套后解包的，最后只会剩下 { value: number } 这个类型。

const count = ref(ref(ref(ref(2))))

这是一个好几层的嵌套，按理来说应该是 count.value.value.value.value 才会是 number，但是在 vscode 中，鼠标指向 count.value 这个变量后，提示出的类型就是 number，这是怎么做到的呢？

本文尝试给出一种捷径，通过逐步实现这个复杂需求，来倒推出 TS 的高级技巧需要学习哪些知识点。

1. 泛型的反向推导。
2. 索引签名
3. 条件类型
4. keyof
5. infer

先逐个拆解这些知识点吧，注意，如果本文中的这些知识点还有所不熟，一定要在代码编辑器中反复敲击调试，刻意练习，也可以在 typescript-playground 中尽情玩耍。

泛型的反向推导

泛型的正向用法很多人都知道了。

type Value<T> = T

type NumberValue = Value<number>

这样，NumberValue 解析出的类型就是 number，其实就类似于类型系统里的传参。

那么反向推导呢？

function create<T>(val: T): T

let num: number

const c= create(num)

在线调试

这里泛型没有传入，居然也能推断出 value 的类型是 number。

因为 create<T> 这里的泛型 T 被分配给了传入的参数 value: T，然后又用这个 T 直接作为返回的类型，

简单来说，这里的三个 T 被关联起来了，并且在传入 create(2) 的那一刻，这个 T 被统一推断成了 number。

function create<2>(value: 2): 2

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具体可以看文档里的泛型章节。

索引签名

假设我们有一个这样的类型：

type Test = {
  foo: number;
  bar: string
}

type N = Test['foo'] // number

可以通过类似 JavaScript 中的对象属性查找的语法来找出对应的类型。

具体可以看这里的介绍，有比较详细的例子。

条件类型

假设我们有一个这样的类型：

type IsNumber<T> = T extends number ? 'yes' : 'no';

type A = IsNumber<2> // yes
type B = isNumber<'3'> // no

在线调试

这就是一个典型的条件类型，用 extends 关键字配合三元运算符来判断传入的泛型是否可分配给 extends 后面的类型。

同时也支持多层的三元运算符（后面会用到）：

type TypeName<T> = T extends string
  ? "string"
  : T extends boolean
      ? "boolean"
      : "object";

type T0 = TypeName<string>; // "string"
type T1 = TypeName<"a">; // "string"
type T2 = TypeName<true>; // "boolean"

阅读资料

具体讲解可以看文档中的 conditional types 部分。

keyof

keyof 操作符是 TS 中用来获取对象的 key 值集合的，比如：

type Obj = {
  foo: number;
  bar: string;
}

type Keys = keyof Obj // "foo" | "bar"

这样就轻松获取到了对象 key 值的联合类型："foo" | "bar"。

它也可以用在遍历中：

type Obj = {
  foo: number;
  bar: string;
}

type Copy = {
  [K in keyof Obj]: Obj[K]
}

// Copy 得到和 Obj 一模一样的类型

在线调试

可以看出，遍历的过程中右侧也可以通过索引直接访问到原类型 Obj 中对应 key 的类型。

阅读资料

index-types

infer

这是一个比较难的点，文档中对它的描述是 条件类型中的类型推断。

它的出现使得 ReturnType、 Parameters 等一众工具类型的支持都成为可能，是 TypeScript 进阶必须掌握的一个知识点了。

注意前置条件，它一定是出现在条件类型中的。

type Get<T> = T extends infer R ? R: never

注意，infer R 的位置代表了一个未知的类型，可以理解为在条件类型中给了它一个占位符，然后就可以在后面的三元运算符中使用它。

type T = Get<number>

// 经过计算
type Get<number> = number extends infer number ? number: never

// 得到
number

它的使用非常灵活，它也可以出现在泛型位置：

type Unpack<T> = T extends Array<infer R> ? R : T

type NumArr = Array<number>
type U = Unpack<NumArr>

// 经过计算
type Unpack<Array<number>> = Array<number> extends Array<infer R> ? R : T

// 得到
number

在线调试

仔细看看，是不是有那么点感觉了，它就是对于 extends 后面未知的某些类型进行一个占位 infer R，后续就可以使用推断出来的 R 这个类型。

阅读资料

官网文档

巧用 TypeScript（五）-- infer

简化实现

好了，有了这么多的前置知识，我们来摩拳擦掌尝试实现一下这个 Ref 类型。

我们已经了解到，ref 这个函数就是把一个值包裹成 {value: T} 这样的结构：

我们的目的是，让 ref(ref(ref(2))) 这种嵌套用法，也能顺利的提示出 number 类型。

ref

// 这里用到了泛型的默认值语法 <T = any>
type Ref<T = any> = {
  value: T
}

function ref<T>(value: T): Ref<T>

const count = ref(2)

count.value // number

默认情况很简单，结合了我们上面提到的几个小知识点很快就能做出来。

如果传入给函数的 value 也是一个 Ref 类型呢？是不是很快就想到 extends 关键字了。

function ref<T>(value: T): T extends Ref 
  ? T 
  : Ref<UnwarpRef<T>>

先解读 T extends Ref 的情况，如果 value 是 Ref 类型，函数的返回值就原封不动的是这个 Ref 类型。

那么对于 ref(ref(2)) 这种类型来说，内层的 ref(2) 返回的是 Ref<number> 类型，

外层的 ref 读取到 ref(Ref<number>) 这个类型以后，

由于此时的 value 符合 extends Ref 的定义，

所以 Ref<number> 又被原封不动的返回了，这就形成了解包。

那么关键点就在于后半段逻辑，Ref<UnwarpRef<T>> 是怎么实现的，

它用来决定 ref(2) 返回的是 Ref<number>，

并且嵌套的对象 ref({ a: 1 })，返回 Ref<{ a: number }>

并且嵌套的对象中包含 Ref 类型也会被解包：

const count = ref({
  foo: ref('1'),
  bar: ref(2)
})

// 推断出
const count: Ref<{
  foo: string;
  bar: number;
}>

那么其实本文的关键也就在于，应该如何实现这个 UnwarpRef 解包函数了。

根据我们刚刚学到的 infer 知识，从 Ref 的泛型中提取出它的泛型类型并不难：

UnwarpRef

type UnwarpRef<T> = T extends Ref<infer R> ? R : T

UnwarpRef<Ref<number>> // number

但这只是单层解包，如果 infer R 中的 R 还是 Ref 类型呢？

我们自然的想到了递归声明这个 UnwarpRef 类型：

// X！ Type alias 'UnwarpRef' circularly references itself.ts(2456)
type UnwarpRef<T> = T extends Ref<infer R> 
    ? UnwarpRef<R> 
    : T

报错了，不允许循环引用自己！

递归 UnwarpRef

但是到此为止了吗？当然没有，有一种机制可以绕过这个递归限制，那就是配合 索引签名，并且增加其他的能够终止递归的条件，在本例中就是 other 这个索引，它原样返回 T 类型。

type UnwarpRef<T> = {
  ref: T extends Ref<infer R> ? UnwarpRef<R> : T
  other: T
}[T extends Ref ? 'ref' : 'other']

支持字符串和数字

拆解开来看这个类型，首先假设我们调用了 ref(ref(2)) 我们其实会传给 UnwarpRef 一个泛型：

UnwarpRef<Ref<Ref<number>>>

那么第一次走入 [T extends Ref ? 'ref' : 'other'] 这个索引的时候，匹配到的是 ref 这个字符串，然后它去

type UnwarpRef<Ref<Ref<number>>> = {
  // 注意这里和 infer R 对应位置的匹配 得到的是 Ref<number>
  ref: Ref<Ref<number>> extends Ref<infer R> ? UnwarpRef<R> : T
}['ref']

匹配到了 ref 这个索引，然后通过用 Ref<Ref<number>> 去匹配 Ref<infer R> 拿到 R 也就是解包了一层过后的 Ref<number>。

再次传给 UnwarpRef<Ref<number>> ，又经过同样的逻辑解包后，这次只剩下 number 类型传递了。

也就是 UnwarpRef<number>，那么这次就不太一样了，索引签名计算出来是 ['other']，

也就是

type UnwarpRef<number> = {
  other: number
}['other']

自然就解包得到了 number 这个类型，终止了递归。

支持对象

考虑一下这种场景：

const count = ref({
  foo: ref(1),
  bar: ref(2)
})

那么，count.value.foo 推断的类型应该是 number，这需要我们用刚刚的遍历索引和 keyof 的知识来做，并且在索引签名中再增加对 object 类型的支持：

type UnwarpRef<T> = {
  ref: T extends Ref<infer R> ? UnwarpRef<R> : T
  // 注意这里
  object: { [K in keyof T]: UnwarpRef<T[K]> }
  other: T
}[T extends Ref 
  ? 'ref' 
  : T extends object 
    ? 'object' 
    : 'other']

这里在遍历 K in keyof T 的时候，只要对值类型 T[K] 再进行解包 UnwarpRef<T[K]> 即可，如果 T[K] 是个 Ref 类型，则会拿到 Ref 的 value 的原始类型。

简化版完整代码

type Ref<T = any> = {
  value: T
}

type UnwarpRef<T> = {
  ref: T extends Ref<infer R> ? UnwarpRef<R> : T
  object: { [K in keyof T]: UnwarpRef<T[K]> }
  other: T
}[T extends Ref 
  ? 'ref' 
  : T extends object 
    ? 'object' 
    : 'other']

function ref<T>(value: T): T extends Ref ? T : Ref<UnwarpRef<T>>

在线调戏最终版

源码

这里还是放一下 Vue3 里的源码，在源码中对于数组、对象和计算属性的 ref 也做了相应的处理，但是相信经过了上面简化版的实现后，你对于这个复杂版的原理也可以进一步的掌握了吧。

export interface Ref<T = any> {
  [isRefSymbol]: true
  value: T
}

export function ref<T>(value: T): T extends Ref ? T : Ref<UnwrapRef<T>>

export type UnwrapRef<T> = {
  cRef: T extends ComputedRef<infer V> ? UnwrapRef<V> : T
  ref: T extends Ref<infer V> ? UnwrapRef<V> : T
  array: T
  object: { [K in keyof T]: UnwrapRef<T[K]> }
}[T extends ComputedRef<any>
  ? 'cRef'
  : T extends Array<any>
    ? 'array'
    : T extends Ref | Function | CollectionTypes | BaseTypes
      ? 'ref' // bail out on types that shouldn't be unwrapped
      : T extends object ? 'object' : 'ref']

乍一看很劝退，没错，我一开始也被这段代码所激励，开始了为期几个月的 TypeScript 恶补生涯。资料真的很难找，这里面涉及的一些高级技巧需要经过反复的练习和实践，才能学下来并且自如的运用出来。

总结

跟着尤小右学源码只是一个噱头，这个递归类型其实是一位外国人提的一个 pr 去实现的，一开始 TypeScript 不支持递归的时候，尤大写了 9 层手动解包，非常的吓人，可以去这个 pr 里看看，茫茫的一片红。

当然，这也可以看出 TypeScript 是在不断的进步和优化中的，非常期待未来它能够越来越强大。

相信看完本文的你，一定会对上文中提到的一些高级特性有了进一步的掌握。在 Vue3 到来之前，提前学点 TypeScript ，未雨绸缪总是没错的！

关于 TypeScript 的学习路径，我也总结在了我之前的文章 写给初中级前端的高级进阶指南-TypeScript 中给出了很好的资料，大家一起加油吧！

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