为何TypeScript中类型谓词会影响函数输出的类型推断？

我希望根据元素的两种可能类型将数组拆分为两个数组，先尝试了如下泛型实现：

function partitionErrors<T, E extends Error>(arr: (T | E)[], predicate: (elem: T | E) => elem is E): [T[], E[]]  {
  return arr.reduce<[T[], E[]]>((memo, res) => {
    if (predicate(res)) memo[1].push(res)
    else memo[0].push(res)
    return memo
  }, [[], []])
}

const arr = [1, 2, 3, new Error('boom')]

// errors 是 Error[] 但 num 被推断为 (number | Error)[] ❌
const [num, errors] = partitionErrors(arr, (i): i is Error => i instanceof Error)

但TypeScript无法将num识别为number[]。随后我使用了更直接的函数实现：

function p2<T>(arr: (T | Error)[]): [T[], Error[]]{
  return arr.reduce<[T[], Error[]]>((memo, res) => {
    if (res instanceof Error) memo[1].push(res)
    else memo[0].push(res)
    return memo
  }, [[], []])
}

const arr = [1, 2, 3, new Error('boom')]

// num2 被正确推断为 number[] ✅
const [num2, errors2] = p2(arr)

这次类型推断完全正确。请问为何参数中使用类型谓词会影响函数输出的类型推断？

原因解释 #

1. 泛型推断的保守性（第一个函数的问题） #

在partitionErrors中，TypeScript需要同时推断泛型参数T和E：

• 原数组arr的类型是(number | Error)[]，会被匹配到(T | E)[]；
• 传入的谓词函数返回elem is Error，TypeScript会推断E = Error，但对于T，它只能得出T | Error = number | Error——TypeScript不会自动假设T和E是互斥的，它会保守地认为T可以是number | Error的任意子集（包括包含Error的情况）。

换句话说，类型系统无法从外部传入的谓词函数中，确定“所有不满足predicate的元素一定属于T且不属于E”，因此只能将num的类型推断为(number | Error)[]。

2. 内部类型守卫的明确性（第二个函数的正确性） #

p2函数直接将数组类型限定为(T | Error)[]，并且在内部使用内置类型守卫res instanceof Error：

• TypeScript对instanceof有原生的类型识别能力，明确知道当元素不满足instanceof Error时，必然属于T；
• 数组的类型被固定为T和Error的联合，且两者在类型上是互斥的（number和Error没有重叠），因此TypeScript可以安全地推断出非Error元素的类型就是T，最终num2的类型为number[]。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NorTicUs