搞懂 TypeScript 中的映射类型（Mapped Types）

本文会和大家详细介绍 TypeScript 中的映射类型（Mapped Type），看完本文你将学到以下知识点：

• 数学中的映射和 TS 中的映射类型的关系；
• TS 中映射类型的应用；
• TS 中映射类型修饰符的应用；

接下来会先从「数学中的映射」开始介绍。

本文使用到的 TypeScript 版本为 v4.6.2。

如果你对 TypeScript 还不熟悉，可以看下面几篇资料：

1. 一份不可多得的 TS 学习指南（1.8W字）
2. 了不起的 TypeScript 入门教程

一、什么是映射？

在学习 TypeScript 类型系统时，尽量多和数学中的集合类比学习，比如 TypeScript 中的联合类型，类似数学中的并集等。

在数学中，映射是指两个元素的集合之间元素相互对应的关系，比如下图：

（来源：https://baike.baidu.com/item/%E6%98%A0%E5%B0%84/20402621）

可以将映射理解为函数，如上图，当我们需要将集合 A 的元素转换为集合 B 的元素，可以通过 f函数做映射，比如将集合 A 的元素 1对应到集合 B 中的元素 2。
这样就能很好的实现映射过程的复用。

二、TypeScript 中的映射类型是什么？

1. 概念介绍

TypeScript 中的映射类型和数学中的映射类似，能够将一个集合的元素转换为新集合的元素，只是 TypeScript 映射类型是将一个类型映射成另一个类型。

在我们实际开发中，经常会需要一个类型的所有属性转换为可选类型，这时候你可以直接使用 TypeScript 中的 Partial工具类型：

type User = {
  name: string;
  location: string;
  age: number;
}

type User2 = Partial<User>;
/*
  User2 的类型：
  
  type User2 = {
      name?: string | undefined;
      location?: string | undefined;
      age?: number | undefined;
  }
*/

这样我们就实现了将 User类型映射成 User2类型，并且将 User类型中的所有属性转为可选类型。

2. 实现方法

TypeScript 映射类型的语法如下：

type TypeName<Type> = {
  [Property in keyof Type]: boolean;
};

我们既然可以通过 Partial工具类型非常简单的实现将指定类型的所有属性转换为可选类型，那其内容原理又是如何？

我们可以在编辑器中，将鼠标悬停在 Partial名称上面，可以看到编辑器提示如下：

拆解一下其中每个部分：

• type Partial<T>：定义一个类型别名 Partial和泛型 T；
• keyof T：通过 keyof操作符获取泛型 T中所有 key，返回一个联合类型（如果不清楚什么是联合类型，可以理解为一个数组）；

type User = {
  name: string;
  location: string;
  age: number;
}

type KeyOfUser = keyof User; // "name" | "location" | "age"

• in：类似 JS 中 for...in中的 in，用来遍历目标类型的公开属性名；
• T[P]：是个索引访问类型（也称查找类型），获取泛型 T中 P类型，类似 JS 中的访问对象的方式；
• ?:将类型值设置为可选类型；
• { [P in keyof T] ?: T[P] | undefined}：遍历 keyof T返回的联合类型，并定义用 P变量接收，其每次遍历返回的值为可选类型的 T[P]。

这样就实现了 Partial工具类型，这种操作方法非常重要，是后面进行 TypeScript 类型体操的重要基础。

关于类型体操的练习，有兴趣可以看看这篇文章：
《这 30 道 TS 练习题，你能答对几道？》https://juejin.cn/post/7009046640308781063

三、映射类型的应用

TypeScript 映射类型经常用来复用一些对类型的操作过程，比如 TypeScript 目前支持的 21 种工具类型，将我们常用的一些类型操作定义成这些工具类型，方便开发者复用这些类型。

所有已支持的工具类型可以看下官方文档：
https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/utility-types.html

下面我们挑几个常用的工具类型，看下其实现过程中是如何使用映射类型的。

在学习 TypeScript 过程中，推荐多在官方的 Playground 练习和学习：
https://www.typescriptlang.org/zh/play

1. Required 必选属性

用来将类型的所有属性设置为必选属性。

实现如下：

type Required<T> = {
    [P in keyof T]-?: T[P];
};

使用方式：

type User = {
  name?: string;
  location?: string;
  age?: number;
}

type User2 = Required<User>;
/*
  type User2 = {
      name: string;
      location: string;
      age: number;
  }
*/

const user: User2 = {
  name: 'pingan8787',
  age: 18
}
/*
  报错：
  Property 'location' is missing in type '{ name: string; age: number; }'
  but required in type 'Required<User>'.
*/

这边的 -?符号可以暂时理解为“将可选属性转换为必选属性”，下一节会详细介绍这些符号。

2. Readonly 只读属性

用来将所有属性的类型设置为只读类型，即不能重新分配类型。

实现如下：

type Readonly<T> = {
  readonly [P in keyof T]: T[P];
}

使用方式：

type User = {
  name?: string;
  location?: string;
  age?: number;
}

type User2 = Readonly<User>;
/*
  type User2 = {
      readonly name?: string | undefined;
      readonly location?: string | undefined;
      readonly age?: number | undefined;
  }
*/

const user: User2 = {
  name: 'pingan8787',
  age: 18
}

user.age = 20;
/*
  报错：
  Cannot assign to 'age' because it is a read-only property.
*/

3. Pick 选择指定属性

用来从指定类型中选择指定属性并返回。

实现如下：

type Pick<T, K extends keyof T> = {
  [P in K]: T[P];
}

使用如下：

type User = {
  name?: string;
  location?: string;
  age?: number;
}

type User2 = Pick<User, 'name' | 'age'>;
/*
  type User2 = {
      name?: string | undefined;
      age?: number | undefined;
  }
*/

const user1: User2 = {
  name: 'pingan8787',
  age: 18
}

const user2: User2 = {
  name: 'pingan8787',
  location: 'xiamen', // 报错
  age: 18
}
/*
  报错
  Type '{ name: string; location: string; age: number; }' is not assignable to type 'User2'.
  Object literal may only specify known properties, and 'location' does not exist in type 'User2'.
*/

4. Omit 忽略指定属性

作用类似与 Pick工具类型相反，可以从指定类型中忽略指定的属性并返回。

实现如下：

type Omit<T, K extends string | number | symbol> = {
  [P in Exclude<keyof T, K>]: T[P];
}

使用方式：

type User = {
  name?: string;
  location?: string;
  age?: number;
}

type User2 = Omit<User, 'name' | 'age'>;
/*
  type User2 = {
      location?: string | undefined;
  }
*/

const user1: User2 = {
  location: 'xiamen',
}

const user2: User2 = {
  name: 'pingan8787', // 报错
  location: 'xiamen'
}
/*
  报错：
  Type '{ name: string; location: string; }' is not assignable to type 'User2'.
  Object literal may only specify known properties, and 'name' does not exist in type 'User2'.
*/

5. Exclude 从联合类型中排除指定类型

用来从指定的联合类型中排除指定类型。

实现如下：

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;

使用方式：

type User = {
  name?: string;
  location?: string;
  age?: number;
}

type User2 = Exclude<keyof User, 'name'>;
/*
  type User2 = "location" | "age"
*/

const user1: User2 = 'age';
const user2: User2 = 'location';
const user3: User2 = 'name';  // 报错
/*
  报错：
  Type '"name"' is not assignable to type 'User2'.
*/

四、映射修饰符的应用

在自定义映射类型的时候，我们可以使用两个映射类型的修饰符来实现我们的需求：

• readonly修饰符：将指定属性设置为只读类型；
• ?修饰符：将指定属性设置为可选类型；

前面介绍 Readonly和 Partial工具类型的时候已经使用到：

type Readonly<T> = {
  readonly [P in keyof T]: T[P];
}

type Partial<T> = {
  [P in keyof T]?: T[P] | undefined;
}

当然，也可以对修饰符进行操作：

• +添加修饰符（默认使用）；
• -删除修饰符；

比如：

type Required<T> = {
    [P in keyof T]-?: T[P]; // 通过 - 删除 ? 修饰符
};

也可以放在前面使用：

type NoReadonly<T> = {
  -readonly [P in keyof T]: T[P]; // 通过 - 删除 readonly 修饰符
}

五、总结

本文从数学中的映射作为切入点，详细介绍 TypeScript 映射类型（Mapped Type）并介绍映射类型的应用和修饰符的应用。

在学习 TypeScript 类型系统时，尽量多和数学中的集合类比学习，比如 TypeScript 中的联合类型，类似数学中的并集等。

学好映射类型，是接下来做类型体操中非常重要的基础~~

参考资料

1. TypeScript 文档-映射类型：https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/2/mapped-types.html
2. TypeScript 工具类型： https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/utility-types.html