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如何实现一个类型检查系统(类似TypeScript的运行时检查)?

幻影之瞳

幻影之瞳

发布时间:2025-10-05 11:44:02

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来源于php中文网

原创

先定义类型描述结构,再实现校验逻辑。通过 schema 描述对象、数组、基本类型等,编写递归 validate 函数检查值是否符合结构,支持可选字段与嵌套类型,还可扩展错误报告和联合类型,最终在运行时验证数据合法性。

如何实现一个类型检查系统(类似typescript的运行时检查)?

要实现一个类似 TypeScript 的运行时类型检查系统,核心是定义类型描述结构,并在程序运行时对值进行验证。TypeScript 本身只做编译时检查,但你可以构建一个独立的运行时校验工具,用于 API 输入、配置解析等场景。

1. 定义类型描述(Type Schema)

你需要先设计一种方式来描述类型,比如对象结构、基本类型、可选字段等。可以使用 JavaScript 对象来表示这些类型。

例如:

const UserSchema = {
  type: 'object',
  fields: {
    id: { type: 'number' },
    name: { type: 'string' },
    email: { type: 'string', optional: true },
    tags: {
      type: 'array',
      itemType: { type: 'string' }
    }
  }
};

这种结构化的 schema 可以表达复杂类型,也便于编写校验逻辑。

2. 实现基础类型校验函数

编写一组函数,根据 schema 判断值是否符合预期。

示例:

function isString(x) { return typeof x === 'string'; }
function isNumber(x) { return typeof x === 'number'; }
function isArray(x) { return Array.isArray(x); }
function isObject(x) { return x !== null && typeof x === 'object' && !isArray(x); }

然后实现主校验函数:

function validate(value, schema) {
  switch (schema.type) {
    case 'string':
      return isString(value);
    case 'number':
      return isNumber(value);
    case 'array':
      if (!isArray(value)) return false;
      return value.every(item => validate(item, schema.itemType));
    case 'object':
      if (!isObject(value)) return false;
      for (const [key, fieldSchema] of Object.entries(schema.fields)) {
        if (key in value) {
          if (!validate(value[key], fieldSchema)) return false;
        } else if (!fieldSchema.optional) {
          return false;
        }
      }
      return true;
    default:
      return false;
  }
}

3. 增强功能:错误报告与扩展类型

生产级系统需要更详细的错误信息,比如哪个字段失败、期望什么类型。

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可以修改 validate 返回对象:

{ valid: boolean, errors?: string[] }

也可以支持更多类型:

  • 联合类型:schema.type = ['string', 'number']
  • 字面量类型:{ type: 'literal', value: 'active' }
  • 函数类型:简单判断是否为 function
  • 自定义校验器:允许传入 predicate 函数

还可以引入编译时生成 schema 的机制,比如通过注解或代码分析从 TypeScript 类型生成运行时 schema(这较复杂,可用 ts-morph 分析 AST)。

4. 实际使用示例

假设你收到一个 API 请求:

const input = { id: 123, name: "Alice", tags: ["dev"] };
const result = validate(input, UserSchema);
if (!result.valid) {
  throw new Error(`Invalid input: ${result.errors.join(', ')}`);
}

这样就能在运行时确保数据结构正确。

基本上就这些。核心是把类型变成数据结构,再写递归校验逻辑。不复杂但容易忽略细节,比如 null 判断、数组项校验、嵌套可选字段等。你可以基于这个思路封装成库,甚至对接 TypeScript 类型系统生成运行时检查代码。

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