如何在TypeScript中获取联合类型的有效组合？

问题背景 #

我定义了以下几个表示孩子数量和年龄区间的联合类型：

type NumberOfChildren = "0" | "1" | "2" | "3+"
type EldestAge = "-1" | "0-3" | "3-10" | "11-17" | "18+" // -1代表无对应值
type NextEldestAge = "-1" | "0-3" | "3-10" | "11-17" | "18+" // -1代表无对应值

如果直接用${NumberOfChildren}_${EldestAge}_${NextEldestAge}拼接，会产生很多不符合逻辑的无效组合：

• 0_0-3_-1：没有孩子却存在最大孩子年龄
• 2_3-10_18+：次年长孩子的年龄大于最大孩子的年龄

我曾尝试用条件类型实现，但最终只得到了"0_-1_-1"这一种结果：

type combos<count extends string, age1 extends string, age2 extends string> =
| ([count, age1, age2] extends ["0", "-1", "-1"] ? "0_-1_-1" : "0_-1_-1")
| ([1, age1, -1] extends ["1", age1, "-1"] ? `1_${age1}_-1` : "0_-1_-1")
// ... 更多组合

正确实现方案 #

通过递归条件类型结合数组顺序约束，可以生成所有符合逻辑的有效组合：

type NumberOfChildren = "0" | "1" | "2" | "3+"
// 用数组定义年龄区间，保持从无值到年长的顺序
type AgeGroups = ["-1", "0-3", "3-10", "11-17", "18+"] // -1代表无对应值

// 递归生成符合年龄顺序的组合：次年长年龄 ≤ 最大年龄
type Builder<Age extends string, AgeGroup extends string[], Previous extends string[] = []> =
    AgeGroup extends [infer Head extends string, ...infer Tail extends string[]]
        ? `${Age}_${Head}_${Exclude<Head | Previous[number], "-1">}` | Builder<Age, Tail, [...Previous, Head]>
        : never;

// 分情况定义不同孩子数量的有效组合
type ZeroChildren = `0_-1_-1`; // 0个孩子：只能是0_-1_-1
type OneChild = `1_${AgeGroups[number]}_-1`; // 1个孩子：次年长年龄固定为-1，最大年龄可选所有区间
type TwoChildren = Builder<"2", AgeGroups>; // 2个孩子：次年长年龄不大于最大年龄
type ThreeOrMoreChildren = Builder<"3+", AgeGroups>; // 3+个孩子：逻辑同2个孩子，次年长年龄不大于最大年龄

// 所有有效组合的联合类型
type ValidCombos = ZeroChildren | OneChild | TwoChildren | ThreeOrMoreChildren;

代码说明 #

1. AgeGroups数组：通过数组顺序明确年龄区间的大小关系，为后续约束年龄顺序提供基础。
2. Builder递归类型：遍历AgeGroups数组，对每个最大年龄（Head），只允许次年长年龄为之前遍历过的非-1区间（保证次年长年龄≤最大年龄），同时递归处理剩余区间。
3. 分场景定义：针对不同孩子数量的逻辑单独处理，让类型更清晰：
   • 0个孩子：仅有一种合法组合
   • 1个孩子：次年长年龄必须为-1
   • 2个及以上孩子：通过Builder保证年龄顺序的合法性

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tim Reistetter