TypeScript开发中选且只选一个问题怎么解决

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背景

在项目开发中，很多时候会遇到一种场景，需要定义一个对象的类型，此类型必须包含某n个字段中的其中一种。

例如，我要定义一个工程师(Engineer)的对象，里面包括姓名(name)，性别(gender)，年龄(age)和一门编程语言(java/cpp/go/js四选一)的评价。

显然，前三个字段都是很简单的，但是第四个就有点麻烦了。首先，第四个字段的key是可以不一样（甚至value也有可能不同），其次字段只能从给定的里面4选1。

初步方案

一开始是考虑使用可选或联合类型，但是发现没有办法进行4选1的限制，对于没有编程语言字段，或者多个编程语言字段的情况并没有很好的限制。最后只能使用泛型，再使用时进行显式的声明。

于是，类型定义如下：

interface ICodingLangRating {
    java: string
    cpp: string
    go: string
    js: string
}

type Engineer<K extends keyof ICodingLangRating> = {
    name: string
    gender: 'male' | 'female'
    age: number
} & Pick<ICodingLangRating, K>

对该声明的校验代码如下：

// 正确
const candidate: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    java: 'fabulous'
}

// 错误，声明了java，但是却同时定义了java和go字段
const candidate_1: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    java: 'fabulous',
    go: 'not bad'
}

// 错误，声明了java，但是类型不正确
const candidate_2: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    java: 666
}

// 错误，声明了java，但是却定义了go字段
const candidate_3: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    go: 'not bad'
}

// 错误，声明了java，但是却同时定义了cpp和go字段
const candidate_4: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    cpp: 'unknown',
    go: 'not bad'
}

// 错误，声明了java，但是却没有定义java字段
const candidate_5: Engineer<'java'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22
}

// 错误，声明了ICodingLangRating中不存在的python
const candidate_6: Engineer<'python'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    python: 'just so so'
}

从校验代码可以看出，针对各种不符合期望的情况：

• 声明a，却定义a和b

• 声明a，但定义a的类型不正确

• 声明a，却定义b

• 声明a，却定义b和c

• 声明a，却没有定义a

• 声明不合法的f

都能做出正确的限制，确保在业务场景的代码中，有且只有一个合法范围的字段。

但是，转折来了！

在后来的使用中，我们发现，其实这个解决方案只是一个弱限制，如果在泛型的显式声明中，传入联合类型的话，那还是可以绕过有且只有一个编程语言字段的限制。

// 正确，声明了java和go，并同时定义了java和go字段
const candidate_1: Engineer<'java' | 'go'> = {
    name: 'Jack',
    gender: 'male',
    age: 22,
    java: 'fabulous',
    go: 'not bad'
}

难道就真的没有办法做到只能选择一个的限制么？

终极方案

根据上面的尝试，目前我们还缺少的是如何阻止同时有2个或以上的合法字段出现。最笨的方式就是为每一个语言都定义一个类似{ langName: string }这样的类型然后通过extends或者联合类型使用，但是显然这样就没有办法做到在其它情况通用。

而通过官方现成的工具类型，由于都是支持字面量和联合类型，没有办法筛选出只包含一个字段的类型。就在这时，我想到，是不是可以定义出一个类型，包含全部字段，但是只有一个字段是正确有意义，其他字段都是无意义的呢。

最终，我就构造出下面这个PickOne工具类型：

type PickOne<T> = {
    [K in keyof T]: Record<K, T[K]> & Partial<Record<Exclude<keyof T, K>, undefined>>
}[keyof T]

测试代码如下：

type OneLang = PickOne<ICodingLangRating>

// 正确
const lang: OneLang = {
    java: 'good'
}

// 错误
const lang2: OneLang = {
    python: 'unknown'
}

// 错误
const lang3: OneLang = {
    java: 'good',
    go: 'good'
}

// 错误
const lang4: OneLang = {
    java: 123
}

最后，类型定义代码如下：

interface ICodingLangRating {
    java: string
    cpp: string
    go: string
    js: string
}

type Engineer = {
    name: string
    gender: 'male' | 'female'
    age: number
} & PickOne<ICodingLangRating>

使用了这个PickOne工具类型，我不需要在使用的时候显式的指定编程语言，甚至还能在其它类似的场景使用。

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