Note 3

Extract<T, U> & Exclude<T, U>

在 TypeScript 中，Extract<T, U> 和 Exclude<T, U> 是两个内置的实用工具类型（Utility Types），用于对联合类型进行过滤操作。它们的核心区别在于：Exclude 是排除符合条件（可赋值给 U）的类型成员，而 Extract 是提取符合条件（可赋值给 U）的类型成员。

1. Exclude<T, U>

作用

从类型 T 中排除所有可以赋值给 U 的类型成员，生成一个新的联合类型。

源码

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;

解释

• 条件类型：T extends U ? never : T 是一个条件类型，它会对联合类型 T 的每个成员逐一进行判断。
• 分布式条件类型：如果 T 是一个联合类型（如 A | B | C），则条件类型会对每个成员单独执行：
  • 如果某个成员可以赋值给 U，则返回 never（表示排除该成员）。
  • 否则保留该成员。
• never 的作用：never 是 TypeScript 的底层类型，表示“不可能存在的值”。在联合类型中，never 会被自动忽略。

示例

type T = "a" | "b" | "c" | 1 | 2
type Result = Exclude<T, string> // 等价于 1 | 2

• 分析过程：
  • "a" 是 string → 排除 → never
  • "b" 是 string → 排除 → never
  • "c" 是 string → 排除 → never
  • 1 不是 string → 保留 → 1
  • 2 不是 string → 保留 → 2
• 最终结果：1 | 2

2. Extract<T, U>

作用

从类型 T 中提取所有可以赋值给 U 的类型成员，生成一个新的联合类型。

源码

type Extract<T, U> = T extends U ? T : never

解释

• 条件类型：T extends U ? T : never 同样是一个条件类型。
• 分布式条件类型：如果 T 是联合类型，对每个成员单独判断：
  • 如果某个成员可以赋值给 U，则保留该成员。
  • 否则返回 never（排除）。

示例

type T = "a" | "b" | "c" | 1 | 2
type Result = Extract<T, string> // 等价于 "a" | "b" | "c"

• 分析过程：
  • "a" 是 string → 保留 → "a"
  • "b" 是 string → 保留 → "b"
  • "c" 是 string → 保留 → "c"
  • 1 不是 string → 排除 → never
  • 2 不是 string → 排除 → never
• 最终结果："a" | "b" | "c"

关键区别

特性	Exclude<T, U>	Extract<T, U>
目的	排除 T 中可以赋值给 U 的成员	提取 T 中可以赋值给 U 的成员
条件结果	T extends U ? never : T	T extends U ? T : never
典型场景	过滤掉不需要的类型（如排除字符串）	筛选出需要的类型（如提取字符串）

源码设计细节

1. 分布式条件类型

当 T 是联合类型时，条件类型会触发分布式行为，即对每个成员单独判断：

type A = Exclude<"a" | 1, string> // 1
// 等价于：
// ("a" extends string ? never : "a") | (1 extends string ? never : 1)
// → never | 1 → 1

2. never 的自动清理

在联合类型中，never 会被自动移除：

type B = "a" | never | 1 // 等价于 "a" | 1

实际应用场景

场景 1：过滤类型

// 排除 null/undefined
type NonNullable<T> = Exclude<T, null | undefined>

// 提取函数类型
type FunctionKeys<T> = Extract<keyof T, (...args: any[]) => any>

场景 2：联合类型操作

type UserRole = "admin" | "editor" | "guest"
type AdminRole = Extract<UserRole, "admin"> // "admin"
type NonAdminRole = Exclude<UserRole, "admin"> // "editor" | "guest"

场景 3：类型安全的过滤

interface ApiResponse {
  data: string
  error: Error | null
  code: number
}

// 提取所有非 null 的属性类型
type NonNullProps<T> = {
  [K in keyof T]: Extract<T[K], Exclude<T[K], null>>
}

type SafeApiResponse = NonNullProps<ApiResponse>
// 等价于：
// { data: string; error: Exclude<Error | null, null>; code: number }
// → { data: string; error: Error; code: number }

总结

• Exclude<T, U>：通过条件类型排除 T 中可赋值给 U 的成员。
• Extract<T, U>：通过条件类型提取 T 中可赋值给 U 的成员。
• 底层机制：依赖分布式条件类型和 never 的自动清理特性。

这两个工具类型是 TypeScript 类型操作的基础，常用于处理复杂的联合类型过滤和类型转换场景。

InstanceType & typeof

在 TypeScript 中，InstanceType 和 typeof 是两个与类型操作相关的概念，但用途完全不同。

1. typeof（类型查询操作符）

• 作用：获取变量、属性或函数表达式的类型（在类型上下文中使用）。
• 关键点：
  • 用于类型上下文（如 type、interface 后）
  • 返回变量或值的静态类型
  • 对类使用时，返回的是构造函数类型（含静态成员）

class Person {
  static species = "Human"
  name: string
  constructor(name: string) {
    this.name = name
  }
}

// 获取 Person 类的构造函数类型（包含静态成员）
type PersonConstructor = typeof Person 
// 等价于：new (name: string) => Person + 静态属性

// 使用示例
const PCtor: PersonConstructor = Person
console.log(PCtor.species) // "Human"

2. InstanceType<T>（内置工具类型）

• 作用：提取构造函数类型 T 的实例类型。
• 关键点：
  • 接受一个构造函数类型作为泛型参数
  • 返回该构造函数创建的实例类型
  • 通常与 typeof 配合使用（因为类名直接使用表示实例类型）

class Person {
  name: string
  constructor(name: string) {
    this.name = name
  }
}

// 获取 Person 类的实例类型
type PersonInstance = InstanceType<typeof Person> 
// 等价于 Person 类（不含静态成员）

// 使用示例
const person: PersonInstance = new Person("Alice")
console.log(person.name) // "Alice"

对比总结

特性	typeof	InstanceType<T>
用途	获取值的类型	提取构造函数对应的实例类型
操作对象	变量/值/类（返回构造函数类型）	构造函数类型（需泛型参数）
与类配合	typeof Class → 构造函数类型	InstanceType<typeof Class> → 实例类型
是否内置工具类型	否（是TS原生操作符）	是（内置工具类型）

经典组合用法

// 定义通用工厂函数
function create<T extends new (...args: any[]) => any>(
  ctor: T,
  ...args: ConstructorParameters<T>
): InstanceType<T> {
  return new ctor(...args)
}

// 使用工厂
class Dog {
  constructor(public name: string) {}
}
const dog = create(Dog, "Buddy") // dog 类型自动推断为 Dog

重要提示：直接使用类名（如 Person）在类型位置表示实例类型，相当于 InstanceType<typeof Person>。

总结

• typeof：在类型上下文中获取 值 的类型（常用于获取类构造函数类型）。
• InstanceType：从 构造函数类型中提取其返回的实例类型。