从 TypeScript 中的类实例推断类构造函数参数

Question

我有一个单例类，它是 20x20 数组的扩展。 （我正在搜索单词。）我发现了这种用于导出单例类的实例的令人愉快的语法，它同时维护了实例的名称和类的名称：

const Grid = new class Grid extends Array<string[]> {
  constructor(private readonly size = 20) {
    super(size);
    // ...
  }

  // ...
};

export default Grid;

Huzzah，效果很好。现在来测试。为了使事情易于管理，我想创建一个尺寸更小的新网格（可能是 8x8）。在 JavaScript 中，检索构造函数很容易。

import Grid from './grid';

const GridConstructor = Grid.constructor;

it('does a thing', () => {
  const testGrid = new GridConstructor(8);
});

因为我知道参数期望什么，是的，我可以这样做并将GridConstructor声明为

const GridConstructor: new(size: number) => typeof Grid = Grid.constructor;

当然，这是合理的解决方案。不过，我不是一个理性的人，并且必须使用 TypeScript 打字引擎输入所有的东西。 （好吧，所以我真的很喜欢学习。谁知道这什么时候有用？） TypeScript 认为 Grid.constructor 是 Function 类型。据我所知，它没有任何关于该函数形状的信息。

可以推断出那个形状吗？

我想到的最好的是：

type Constructor<T extends { constructor: new(...args: any[]) => any; }> = 
  new(...args: ConstructorParameters<T['constructor']>) => InstanceType<T['constructor']>;

const GridConstructor: Constructor<typeof Grid> = Grid.constructor;

这会导致错误：

Type 'Grid' does not satisfy the constraint '{ constructor: new (...args: any[]) => any; }'.

TypeScript Playground

Answer 1

这是目前 TypeScript 中的一个限制。类实例没有强类型的constructor 属性；如您所述，编译器仅将其类型视为Function。有一个长期悬而未决的问题， microsoft/TypeScript#3841，要求对此进行更改。但是“明显的”修复，其中编译器使名为Foo 的类的实例具有constructor 类型为typeof Foo 的属性，会破坏事情。该语言的架构师在this comment 中对此进行了解释：

我们在这里面临的一般问题是，许多有效的 JavaScript 代码派生的构造函数不是其基本构造函数的正确子类型。换句话说，派生构造函数“违反”了类静态方面的替换原则。

例如：

class Foo {
  x: string;
  constructor(x: string) {
    this.x = x.toUpperCase();
  }
}

假设每个值foo 其中foo instanceof Foo 都有一个constructor 类型为typeof Foo 的属性。然后编译器将允许您编写以下函数而无需类型断言：

function cloneFoo(foo: Foo): Foo {
  const ctor = foo.constructor as typeof Foo; // need assertion here in current TS
  return new ctor(foo.x); 
}

那么只要你只是处理Foo本身，就不会有问题：

cloneFoo(new Foo("x")); // okay

但是，JavaScript 有 class 层次结构，其中子类构造函数需要一组与其基类不同的参数，TypeScript 也支持这一点：

class Bar extends Foo {
  y: string;
  constructor(x: string, y: string) {
    super(x);
    this.y = y.toUpperCase();
  }
}

这里，Bar 的构造函数需要第二个参数，而Foo 不需要。但是Bar 的每个实例也是Foo 的一个实例，根据subtitutability principle 和JS 运行时（例如，new Bar("x", "y") instanceof Foo 的计算结果为true）。

但这直接导致了一个问题。如果每个Bar 实例也是Foo 实例，那么每个Bar 实例的constructor 属性必须是有效的typeof Foo。 但事实并非如此：

cloneFoo(new Bar("x", "y")); // error at runtime! y is undefined

我们获得了一个强类型的构造函数，但作为交换得到了运行时错误。为了防止这些错误，您要么需要放弃可分配给超类实例的子类实例，从而使 extends 用词不当......要么您必须限制子类构造函数，以便您可以需要与超类，这将是一个“巨大的突破性变化”，因为大量现有的 JavaScript class 层次结构违反了这条规则。

因此，虽然 constructor 的当前类型只是 Function 有点没用，但它至少不会破坏类层次结构或类型系统，这很好。可能有比Function 更好的东西，但没有任何东西可以安全地用new 调用。

因此，这个问题多年来一直没有受到影响。

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请注意，在您的情况下，子类显然是不可能的，因为您有一个 private 属性，这使得事情难以扩展。因此，也许可以打开一个新问题（或对现有问题发表评论），要求在具有private 属性的任何类上对constructor 进行强类型化。从某种意义上说，这将在 TypeScript 中创建真正的 final 类......但这已经在 microsoft/TypeScript#8306 中提出并被拒绝。

不管怎样，就目前而言，就是这样。

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如果你知道使用强类型constructor 是安全的，那么类型断言是一个合理的解决方案；但这无异于你已经在做的事情：

const GridConstructor = Grid.constructor as new (size?: number) => typeof Grid;

这里的另一种解决方法是手动声明强类型的constructor 属性：

const Grid = new class _Grid extends Array<string[]> {
  ["constructor"]: typeof _Grid
  constructor(private readonly size = 20) {
    super(size);
  }
}

（constructor 周围的引号和方括号是避免错误所必需的......并且从 Grid 重命名为 _Grid 不是必需的，但有助于避免混淆我们正在谈论的内容）。

当然，这并不比类型断言好；你是在强迫自己自己写出构造函数类型。

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所以我想说这里的答案只是否；编译器故意不允许您从实例的类型推断构造函数参数的类型，并且不清楚何时或是否会改变。

Playground link to code