第20章 高级类型（3）：映射类型

在TypeScript的世界里，高级类型不仅仅是语言的点缀，它们是构建复杂、灵活且安全类型系统的基石。本章将深入探讨TypeScript中的一个极为强大的特性——映射类型（Mapped Types），这一特性允许我们根据已存在的类型自动地创建新类型，极大地提高了类型定义的复用性和表达能力。

20.1 映射类型基础

映射类型是一种通过旧类型（我们称之为“源类型”）创建新类型的方式，新类型的每个属性都基于旧类型中相应属性的某种变换规则来定义。这种变换规则可以是修改属性的类型、添加或删除属性等。映射类型的基本语法如下：

type MappedType<T> = {
  [P in keyof T]: /* 转换逻辑 */
};

在这里，keyof T 获取了类型 T 的所有键的联合类型，而 [P in keyof T]: ... 则是对这些键进行遍历，并对每个键 P 应用转换逻辑来定义新类型的相应属性。

20.2 示例：只读与可选属性

20.2.1 只读映射类型

假设我们有一个基础类型，我们希望基于这个类型创建一个所有属性都是只读的版本。这可以通过映射类型轻松实现：

type Readonly<T> = {
  readonly [P in keyof T]: T[P];
};
interface Todo {
  title: string;
  completed: boolean;
}
const todo: Readonly<Todo> = {
  title: "Learn TypeScript",
  completed: false,
};
// 错误：不能给 readonly 属性赋值
todo.title = "Another Task"; // TypeScript 会报错

20.2.2 可选属性映射类型

类似地，如果我们想要一个所有属性都是可选的类型，也可以这样做：

type Partial<T> = {
  [P in keyof T]?: T[P];
};
const partialTodo: Partial<Todo> = {
  completed: true, // title 是可选的，可以省略
};

20.3 深入转换逻辑

映射类型的真正威力在于其转换逻辑的灵活性。我们可以对属性的类型进行复杂的变换，比如添加前缀、后缀，或者基于条件改变类型等。

20.3.1 类型变换示例

假设我们有一个用户信息类型，我们希望创建一个新类型，其所有属性类型都变为字符串：

type Stringified<T> = {
  [P in keyof T]: string;
};
interface User {
  name: string;
  age: number;
  isAdmin: boolean;
}
type StringifiedUser = Stringified<User>;
// 相当于：
// type StringifiedUser = {
//   name: string;
//   age: string;
//   isAdmin: string;
// };

20.3.2 条件类型在映射类型中的应用

条件类型（Conditional Types）与映射类型结合使用，可以实现更复杂的类型变换逻辑。例如，我们可能想要创建一个类型，其中只包含源类型中的数字类型属性：

type NumbersOnly<T> = {
  [P in keyof T as T[P] extends number ? P : never]: T[P];
};
interface Mixed {
  id: number;
  name: string;
  age: number;
  isActive: boolean;
}
type NumbersFromMixed = NumbersOnly<Mixed>;
// 相当于：
// type NumbersFromMixed = {
//   id: number;
//   age: number;
// };
// 注意：isActive 和 name 不包含在内，因为它们不是数字类型

在这个例子中，as T[P] extends number ? P : never 是一个条件表达式，用于筛选键。如果属性类型是 number，则保留该键；否则，使用 never 排除它。

20.4 映射类型的高级用法

20.4.1 递归映射类型

有时，我们需要对嵌套的对象结构进行类型变换，这就需要用到递归映射类型。递归映射类型通常与泛型约束和条件类型结合使用，以处理复杂的嵌套结构。

type DeepReadonly<T> = {
  readonly [P in keyof T]: T[P] extends object ? DeepReadonly<T[P]> : T[P];
};
interface NestedObject {
  id: number;
  details: {
    name: string;
    attributes: {
      size: number;
    };
  };
}
const nested: DeepReadonly<NestedObject> = {
  id: 1,
  details: {
    name: "Example",
    attributes: {
      size: 100,
    },
  },
};
// 错误：不能修改深层嵌套属性
nested.details.attributes.size = 200; // TypeScript 会报错

20.4.2 映射类型的键重命名

虽然TypeScript没有直接提供键重命名的映射类型语法，但我们可以通过结合索引签名和条件类型来模拟这一行为。这种方法相对复杂，通常涉及到映射类型内部的额外逻辑来捕获旧键并映射到新键。

20.5 实战应用

映射类型在实际项目中有着广泛的应用。例如，在构建REST API客户端库时，我们可能需要根据API响应自动生成TypeScript类型。通过映射类型，我们可以轻松地根据API的JSON结构生成TypeScript接口，从而简化类型定义工作，减少出错的可能性。

另外，在构建复杂的状态管理库（如Redux、Vuex）时，映射类型也非常有用。我们可以利用映射类型来自动推导状态树中每个部分的类型，或者为状态树的各个部分添加额外的属性（如加载状态、错误信息）而不必手动编写大量重复的代码。

20.6 小结

映射类型是TypeScript中一个非常强大的特性，它允许我们根据已存在的类型自动地创建新类型，极大地提高了类型定义的复用性和表达能力。通过掌握映射类型的基本语法和高级用法，我们可以编写出更加灵活、安全且易于维护的TypeScript代码。无论是在构建大型应用程序还是开发库和框架时，映射类型都是不可或缺的工具之一。