如何在编译时限制isErr函数仅接受未收窄的类型？

问题背景 #

我参考文章实现了类似Go/fp-ts的返回错误模式，通过TypeScript类型定义在编译时识别函数返回的错误类型。核心代码如下：

const ERR = Symbol('ERR');
type Err<ErrType extends string> = {
  [ERR]: true;
  message: string;
  type: ErrType;
};

function isErr<ErrType extends string, Ok>(
  x: Ok | Err<ErrType>,
): x is Err<ErrType> {
  return typeof x === 'object' && x != null && ERR in x;
}

function Err<ErrType extends string>(
  message: string,
  type: ErrType,
): Err<ErrType> {
  return { [ERR]: true, message: message, type: type };
}

使用时能正确推断返回类型，但存在缺陷：当变量被收窄为确定非Err类型时（比如const a = true），调用isErr(a)仍能通过编译，导致不可达代码无法被编译器识别：

function doSomething2() {
    const a = true
    if (isErr(a)) { // 此处应触发编译错误，但原代码无提示
        console.log("error: " + a.message)
        return a.type
    } 
    console.log(a)
    return "no error"
}

解决方案 #

修改isErr的类型定义，通过条件类型限制参数仅能传入可能包含Err类型的联合类型。当输入类型确定不可能是Err时，参数类型变为never，触发编译错误：

const ERR = Symbol('ERR');
type Err<ErrType extends string> = {
  [ERR]: true;
  message: string;
  type: ErrType;
};

// 修改后的isErr类型收窄函数
function isErr<T>(
  x: T extends Err<any> ? T : (T & Err<any>) extends never ? never : T
): x is Extract<T, Err<any>> {
  return typeof x === 'object' && x != null && ERR in x;
}

function Err<ErrType extends string>(
  message: string,
  type: ErrType,
): Err<ErrType> {
  return { [ERR]: true, message: message, type: type };
}

效果验证 #

• 正常场景仍能正确工作：

function errIfFalse(input: boolean) {
    if (input) {
        return Err("input is false", "falseInput")
    }
    return "success"
}

function doSomething() {
    const a = errIfFalse(true)
    if (isErr(a)) {
        console.log("error: " + a.message)
        return a.type // 类型被正确收窄为"falseInput"
    } 
    console.log(a) // 类型被正确收窄为"success"
    return "no error"
}

• 无效场景触发编译错误：

function doSomething2() {
    const a = true
    if (isErr(a)) { // ❌ 编译器报错：类型“boolean”的参数不能赋给类型“never”的参数
        console.log("error: " + a.message)
        return a.type
    } 
    console.log(a)
    return "no error"
}

原理说明 #

• 利用T extends Err<any>判断输入类型本身就是Err，直接允许传入；
• 用(T & Err<any>) extends never判断输入类型与Err完全无交集，此时将参数类型设为never，阻止调用；
• 剩余情况为输入是包含Err的联合类型，允许传入并通过Extract<T, Err<any>>准确收窄错误类型。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dude