如何定义TypeScript连续映射函数数组的泛型MappingSequence类型

需求回顾 #

需要定义一个泛型类型，约束元素为连续映射函数的数组，满足以下规则：

• 数组中第N个函数的入参类型，必须等于第N-1个函数的返回值类型
• 第一个函数的入参类型固定为A
• 最后一个函数的返回值类型固定为Z
• 支持任意长度的数组，包括长度为0的空数组（仅当A extends Z时合法）

基础映射类型定义：

type Mapping<X, Y> = (item: X) => Y;

示例合法用法：

const mappings: MappingSequence<number, { duration: string }> = [
  a => a * 60,            // 入参number，返回number
  b => `${b} seconds`,    // 入参number，返回string
  c => ({ duration: c }), // 入参string，返回{ duration: string }
];

对2依次执行上述函数，得到正确输出{ duration: '120 seconds' }。

最终实现代码 #

通过递归类型+累积泛型参数的方案实现，不需要手动声明中间类型，TypeScript会自动推导所有中间类型的约束：

type MappingSequence<A, Z, Acc extends ReadonlyArray<Mapping<any, any>> = []> =
  Acc extends [...unknown[], Mapping<unknown, infer LastOut>]
    ? LastOut extends Z
      // 当最后一个函数返回类型匹配Z时，当前累积的序列是合法类型，同时继续递归支持更长的序列
      ? Acc | MappingSequence<A, Z, [...Acc, Mapping<LastOut, unknown>]>
      // 类型不匹配则继续向后递归追加函数
      : MappingSequence<A, Z, [...Acc, Mapping<LastOut, unknown>]>
    // 初始分支：从入参类型A开始构建序列
    : [] extends Acc
      ? (A extends Z ? [] : never) | MappingSequence<A, Z, [Mapping<A, unknown>]>
      : never;

配套工具函数（可选） #

可以搭配类型安全的管道执行函数，直接运行映射序列：

function runMappings<A, Z>(initial: A, mappings: MappingSequence<A, Z>): Z {
  return mappings.reduce((current, fn) => fn(current), initial as never) as Z;
}

// 调用示例，返回值类型自动推导为{ duration: string }
const result = runMappings(2, mappings); // 值为{ duration: '120 seconds' }

类型校验效果 #

• 合法序列会正常通过类型检查
• 相邻函数入参/返回值不匹配时，TS会直接抛出编译错误
• 空数组仅当A和Z类型一致时合法
• 支持任意长度的映射序列，不需要手动枚举长度分支

// 非法示例：第二个函数入参为string，但第一个函数返回number，类型报错
const badMappings: MappingSequence<number, { duration: string }> = [
  a => a * 60,
  b => b.slice(), // 错误：number类型不存在slice方法
  c => ({ duration: c }),
];

// 合法空数组：A和Z均为number
const emptyMappings: MappingSequence<number, number> = [];

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ruben Verborgh