如何实现ILoadedValue仅接受含undefined的类型并触发编译报错？

需求说明 #

我定义了ILoadedValue<TValue>类型，作为可包含undefined的类型的包装器，但要禁止传入不包含undefined的TValue——这类场景直接用undefined表示加载中更高效。

当前实现的问题 #

我原本用TValue extends undefined做约束：

/**
 * ILoadedValue 用于为可能为 undefined 的值提供原子化的加载状态信息，
 * 使用方式应为 `ILoadedValue<TValue> | undefined`
 *
 * 注意：当 TValue 不可能为 undefined 时请避免使用此类型，
 * 这种场景下直接用 undefined 表示加载中更高效
 */
export interface ILoadedValue<TValue extends undefined> {
  value: TValue;
}

但在如下类中使用时会报错：

export class SomeClass<TValue> {
  loadedValue: ILoadedValue<TValue | undefined> | undefined;
}

错误信息：

TS2344: Type TValue | undefined does not satisfy the constraint undefined
Type TValue is not assignable to type undefined
SomeClass.ts(40, 3): This type parameter might need an extends undefined constraint.

期望效果 #

需要实现如下校验逻辑：

export class SomeClass<TValue> {
  // 合法：TValue | undefined 包含 undefined
  loadedValue: ILoadedValue<TValue | undefined> | undefined;
}

export class SomeClass2<TValue> {
  // 报错：TValue 不保证包含 undefined
  loadedValue: ILoadedValue<TValue> | undefined;
}

解决方案 #

可以通过条件类型+泛型约束实现需求，要求TValue必须包含undefined作为成员类型：

方案1：抽离判断类型 #

// 定义辅助类型，判断T是否包含undefined
type IsUndefinedIncluded<T> = undefined extends T ? T : never;

/**
 * ILoadedValue 用于为可能为 undefined 的值提供原子化的加载状态信息，
 * 使用方式应为 `ILoadedValue<TValue> | undefined`
 *
 * 注意：当 TValue 不可能为 undefined 时请避免使用此类型，
 * 这种场景下直接用 undefined 表示加载中更高效
 */
export interface ILoadedValue<TValue extends IsUndefinedIncluded<TValue>> {
  value: TValue;
}

方案2：直接内联判断 #

/**
 * ILoadedValue 用于为可能为 undefined 的值提供原子化的加载状态信息，
 * 使用方式应为 `ILoadedValue<TValue> | undefined`
 *
 * 注意：当 TValue 不可能为 undefined 时请避免使用此类型，
 * 这种场景下直接用 undefined 表示加载中更高效
 */
export interface ILoadedValue<TValue extends (undefined extends TValue ? unknown : never)> {
  value: TValue;
}

原理说明 #

• 当TValue包含undefined时（比如string | undefined），undefined extends TValue返回true，约束等价于TValue extends unknown，无实际限制，类型合法。
• 当TValue不包含undefined时（比如string），undefined extends TValue返回false，约束等价于TValue extends never，除never本身外的任何类型都无法满足此约束，触发编译错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ivan Ivanyuk