使用 TypeScript 模板字面类型

¶介绍

在今天的早些时候，Anders Hejlsberg 在 TypeScript 的仓库中发了一个 Pull Request：Template string types and mapped type as clauses。这个特性估计会在 4.1 版本中可用。

具体给 TypeScript 带来什么新特性，我就不在这里重复说了，Anders Hejlsberg 在 PR 中介绍得很清楚。这篇文章主要讨论利用这个模板字面类型，来对字符串字面类型进行一些典型的字符串操作。

¶清除字符串的特定前缀

¶实现与分析

JavaScript 的字符串中有一个实例方法 trimStart，它可以去掉字符串前面的空格字符。我们将在 TypeScript 的类型层面上实现这个功能。代码如下：

type Whitespace = ' ' | '\n' | '\r' | '\t'

type TrimStart<S extends string, P extends string = Whitespace> =
  S extends `${P}${infer R}` ? TrimStart<R, P> : S

第 1 行的 Whitespace 类型定义了常用的一些空格字符。当然 Unicode 中还定义了其它的一些空格字符，我们根据需要往 Whitespace 这个联合类型后面补充就可以。

第 3 行至第 5 行就是 TrimStart 类型的定义。这个类型需要两个类型参数，其中 S 是要被处理的字符串，P 是要被搜索并删除的前缀。这两个参数都指定 string 类型作为泛型约束。另外 TypeScript 允许我们为类型参数提供一个默认类型，在这里，类型参数 P 的默认类型是 Whitespace，表示在不指定要搜索哪些字符串的时候，默认搜索空格字符。

我们利用 conditional types 来让 TypeScript 分析字符串 S 是否匹配我们指定的 pattern：以 P 为开头，后面跟随任意字符串，同时利用 infer 关键字将后面的字符串提取出来用作被返回的类型。

如果传入的字符串匹配该 pattern，则会递归地 trim 下去，直到不再匹配这个带有指定前缀的字符串为止。

如果传入的字符串没带有该前缀或者已经完成前缀删除，就会将 S 类型原样返回。

¶应用

type String1 = '\t  \r  \n   value'
type Trimmed1 = TrimStart<String1>

type String2 = '---value'
type Trimmed2 = TrimStart<String2, '-'>

以上的例子中，Trimmed1 和 Trimmed2 的类型都是 'value'。

当不给 TrimStart 类型传入第二个类型参数时，默认使用 Whitespace 类型；若提供，则可以删除指定的前缀。

¶字符串替换

¶实现与分析

这里我分别实现了单次替换和全部替换。代码如下：

type ReplaceOnce<Search extends string, Replace extends string, Subject extends string> =
    Subject extends `${infer L}${Search}${infer R}` ? `${L}${Replace}${R}` : Subject

type ReplaceAll<Search extends string, Replace extends string, Subject extends string> =
    Subject extends `${infer L}${Search}${infer R}` ? ReplaceAll<Search, Replace, `${L}${Replace}${R}`> : Subject

ReplaceOnce 类型和 ReplaceAll 类型需要三个类型参数：Search 类型是要被搜索的字符串；Replace 类型用于找到 Search 后，替换掉原来的 Search；Subject 就是要被处理的字符串。

ReplaceOnce 类型和 ReplaceAll 类型很相似：都用到了 conditional types，而且条件还相同。不同的是条件判断通过后返回的类型不同。

在上面的 conditional types 的条件中，我们对 Subject 字符串进行 pattern 匹配：检查字符串中是否包含 Search 字符串。如果包含，则还利用 infer 关键字将位于 Search 左边、右边的字符串提取出来用于返回。需要注意的是，尽管在我们的 pattern 中 Search 在中间，但这并不意味着 Search 一定要在中间才算匹配——放在开头或末尾也是可以的（放在末尾时，可能存在某些 edge cases 不能被匹配，这应该是 TypeScript 的问题），而这时候 infer L 或 infer R 推断出来的类型是一个空字符串字面类型，即 '' 类型。

如果字符串匹配我们的 pattern，则利用传入的 Replace 字符串代替原来的 Search 字符串，同时使用之前提取出来的类型 L 和类型 R 来组成新的字符串：${L}${Replace}${R}。

到这里，我们已经完成一次替换了。对于 ReplaceOnce 类型，现在就可以将刚刚生成的新字符串类型返回；而对于 ReplaceAll 类型，则将这个新的字符串类型作为 Subject 参数，再次传入 ReplaceAll 类型中然后递归下去，直到所有字符串都被替换。

¶应用

type String2 = 'process'
type Replaced1 = ReplaceOnce<'s', 'x', String2>
type Replaced2 = ReplaceOnce<'ss', 'x', String2>
type Replaced3 = ReplaceAll<'s', 'x', String2>

在上面的例子中，Replaced1 的类型是 'procexs'，Replaced2 的类型是 'procex'，Replaced3 的类型是 'procexx'。结果符合预期。

¶检查是否包含指定的子字符串

¶实现与分析

这个可以由上面的「字符串替换」简化而来：

type IsIncludes<Needle extends string, Haystack extends string> =
  Haystack extends `${infer L}${Needle}${infer R}` ? true : false

Needle 就是要查找的子字符串，Haystack 就是要被搜索的字符串。conditional types 中的 pattern 与上面「字符串替换」中的 pattern 一样。最后根据匹配与否返回 true 类型或 false 类型即可。

¶应用

type String2 = 'process'
type Included = IsIncludes<'pro', String2>
type NotIncluded = IsIncludes<'pre', String2>

在上面的例子中，Included 的类型为 true，NotIncluded 的类型为 false。

最后，这里有我写的一份代码，我把它放在 TypeScript 的 Playground 上。

全文完。