TypeScript实现类Rust Result类型及and方法类型推断问题排查

问题重现 #

我尝试在TypeScript中复刻Rust的Result库，实现了以下代码：

原实现代码 #

interface BaseResult<T, E> {
  isOk(): boolean
  isErr(): boolean
  and<U>(res: Result<U, E>): Result<U, E>
}

class ErrImpl<E> implements BaseResult<never, E> {
  readonly val!: E

  constructor(val: E) {
    this.val = val
  }

  isOk(): boolean {
    return false
  }

  isErr(): boolean {
    return true
  }

  and<U>(res: Result<U, E>): Result<U, E> {
    return this
  }
}

class OkImpl<T> implements BaseResult<T, never> {
  readonly val!: T

  constructor(val: T) {
    this.val = val
  }

  isOk(): boolean {
    return true
  }

  isErr(): boolean {
    return false
  }

  and<U, E>(res: Result<U, E>) {
    return res
  }
}

export type Result<T, E> = OkImpl<T> | ErrImpl<E>

测试代码与错误 #

function alwaysFailsString(): Result<boolean, string> {
  return new ErrImpl("a")
}

let errString1 = alwaysFailsString()
let errString2 = alwaysFailsString()

let v = errString1.and(errString2)

出现类型错误：

This expression is not callable.
Each member of the union type '(<U, E>(res: Result<U, E>) => Result<U, E>) | (<U>(res: Result<U, string>) => Result<U, string>)' has signatures, but none of those signatures are compatible with each other.ts(2349)

我的预期是：and方法遵循Rust的逻辑——若当前是Ok则返回传入的res，若为Err则返回自身，类型上应该返回Result<U, E>。

错误原因 #

问题出在OkImpl的and方法泛型定义：

• BaseResult接口中，and方法的泛型仅为<U>，E是当前BaseResult实例的错误类型（对于OkImpl来说，E是never）
• 但OkImpl中自行添加了泛型<U, E>，这相当于重新声明了一个任意的E类型，覆盖了接口继承的E类型
• 这导致ErrImpl的and方法签名（固定使用自身的E）和OkImpl的and方法签名（任意E）无法兼容，TypeScript在处理联合类型的方法调用时，要求所有成员的方法签名必须可兼容，因此触发错误。

解决方案 #

修正OkImpl的and方法，移除多余的泛型参数E，让它遵循BaseResult接口的定义：

class OkImpl<T> implements BaseResult<T, never> {
  readonly val!: T

  constructor(val: T) {
    this.val = val
  }

  isOk(): boolean {
    return true
  }

  isErr(): boolean {
    return false
  }

  // 移除多余的E泛型，使用接口定义的E（即never）
  and<U>(res: Result<U, never>): Result<U, never> {
    return res
  }
}

补充优化（可选） #

如果希望OkImpl的and方法能接受任意错误类型的Result（更贴近Rust的行为，因为Rust中Ok的and会保留传入Result的错误类型），可以调整BaseResult的接口定义，让and方法的错误类型可以是原错误类型的超集：

interface BaseResult<T, E> {
  isOk(): boolean
  isErr(): boolean
  // 允许传入的Result错误类型是E的超集，返回的错误类型也对应调整
  and<U, F extends E>(res: Result<U, F>): Result<U, F>
}

class ErrImpl<E> implements BaseResult<never, E> {
  readonly val!: E

  constructor(val: E) {
    this.val = val
  }

  isOk(): boolean {
    return false
  }

  isErr(): boolean {
    return true
  }

  and<U, F extends E>(res: Result<U, F>): Result<U, F> {
    return this
  }
}

class OkImpl<T> implements BaseResult<T, never> {
  readonly val!: T

  constructor(val: T) {
    this.val = val
  }

  isOk(): boolean {
    return true
  }

  isErr(): boolean {
    return false
  }

  and<U, F>(res: Result<U, F>): Result<U, F> {
    return res
  }
}

这样调整后，OkImpl的and方法可以接受任意错误类型的Result，而ErrImpl的and方法仅接受错误类型是自身错误类型超集的Result，完全符合Rust中Result::and的行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Riccardo Perego