TypeScript如何为顺序执行的中间件数组添加类型约束？

问题描述 #

给定如下抽象中间件类：

export abstract class Middleware<T, K> {
  public abstract run(input: T): Promise<K>;
}

其中T是run()方法的输入类型，K是输出类型。多个具体中间件需要存入数组按顺序执行，例如：

[
  specificMiddleware1,
  specificMiddleware2,
  specificMiddleware3
]

要求specificMiddleware1的输出类型K必须与specificMiddleware2的输入类型T一致，以此类推。需要在数组层面实现严格的类型安全约束，保证中间件的输入输出类型链合法。

当前方案的不足 #

目前采用手动维护类型的方式：

export type InputType = /* 具体类型 */;
export type OutputType1 = /* 具体类型 */;
export type OutputType2 = /* 具体类型 */;
export type OutputType3 = /* 具体类型 */;

export interface Schema {
  middlewares: [
    // specificMiddleware1
    Middleware<InputType, OutputType1>,
    // specificMiddleware2
    Middleware<OutputType1, OutputType2>,
    // specificMiddleware3
    Middleware<OutputType2, OutputType3>,
  ]
}

该方案虽然可行，但随着中间件数量增加，需要手动定义大量中间类型，维护成本飙升，且无法自动校验类型匹配，存在类型不兼容的风险。

尝试过的无效方案 #

曾尝试以下类型定义，但类型操作不生效，也无法适配泛型：

type Numbers = { 0;  1;  2; };

export type MiddlewareList = {
  [Index in keyof Numbers]: Middleware<
    ReturnType<MiddlewareList[Index - 1]['run']>,
    unknown
  >;
};

已实现的粗糙解决方案 #

目前实现了一个基础版本，欢迎提出改进建议：

// 从Promise<T>中提取T类型
export type ExtractPromiseResult<T = PromiseLike<any>> = T extends PromiseLike<infer R> ? R : never;

// 从Middleware的run方法中提取返回值K的类型
export type ExtractReturnType<T> = ExtractPromiseResult<ReturnType<T['run']>>

export type MiddlewareChain<
  InputType,
  Middleware1 extends Middleware<unknown, unknown>,
  Middleware2 extends Middleware<unknown, unknown> = never, // 默认值never实现可选
  Middleware3 extends Middleware<unknown, unknown> = never, // 默认值never实现可选
  // 可按需扩展更多泛型参数
> = [
  Middleware<InputType, ExtractReturnType<Middleware1>>,
  Middleware<ExtractReturnType<Middleware1>, ExtractReturnType<Middleware2>>?,
  Middleware<ExtractReturnType<Middleware2>, ExtractReturnType<Middleware3>>?,
  // 可按需扩展更多元素
];

内容的提问来源于stack exchange，提问作者George Lazu