如何在TypeScript中安全使用字符串作为对象属性名访问属性？

给定如下TypeScript类型：

type Variables = {
  _id: string;
  variable1: string;
  variable2: string | null;
  variable3: string | null;
  variable4: string | null;
  variable5: string | null;
}

能否不绕过TypeScript类型系统，使用方括号表示法和字符串访问该对象的某个属性？目前的实现方式如下：

const level = 1;
const propertyName = `variable${level}` as unknown as keyof Variables;
const variableAtLevel = instance[propertyName];

尽管已添加防护措施避免访问不存在的属性，但这种写法仍显粗糙，且存在潜在故障风险。是否有更安全的实现方式？

方案1：用字面量联合类型约束level取值范围 #

从源头限制level只能是1-5的合法值，让TypeScript自动推断出合法的属性名，完全无需类型断言：

type ValidLevel = 1 | 2 | 3 | 4 | 5;
const level: ValidLevel = 1; // 赋值非1-5的数值会直接触发编译报错

// 此时`variable${level}`会被自动推断为"variable1"|"variable2"|"variable3"|"variable4"|"variable5"
const propertyName = `variable${level}` as const;
const variableAtLevel = instance[propertyName];

这种方式把错误拦截在编译阶段，彻底避免了运行时访问不存在属性的风险。

方案2：结合运行时检查与类型映射 #

如果level是动态值（比如来自外部输入），可以通过辅助类型和运行时校验来确保安全：

// 拆分出variable属性的独立类型，便于后续提取合法键
type VariableProperties = {
  variable1: string;
  variable2: string | null;
  variable3: string | null;
  variable4: string | null;
  variable5: string | null;
};

// 合并得到完整的Variables类型
type Variables = VariableProperties & { _id: string };

// 提取所有合法的variable属性名
type ValidVariableKey = keyof VariableProperties;

// 封装转换函数，返回合法键或undefined
function getVariableKey(level: number): ValidVariableKey | undefined {
  const key = `variable${level}` as const;
  // 利用类型的keyof特性做运行时检查
  return key in VariableProperties ? key : undefined;
}

// 使用示例
const level = 1;
const propertyName = getVariableKey(level);
if (propertyName) {
  const variableAtLevel = instance[propertyName];
} else {
  // 处理level不合法的场景，比如抛出提示或返回默认值
}

方案3：自定义类型守卫函数 #

通过类型守卫在运行时验证属性名格式，同时让TypeScript识别合法的属性键：

// 类型守卫函数：判断输入字符串是否为Variables的合法variable属性名
function isValidVariableKey(key: string): key is keyof Variables {
  return /^variable[1-5]$/.test(key);
}

// 使用示例
const level = 1;
const propertyName = `variable${level}`;
if (isValidVariableKey(propertyName)) {
  // TypeScript会在此分支中认定propertyName是合法键
  const variableAtLevel = instance[propertyName];
} else {
  // 处理非法属性名的情况
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Diego Bevilaqua