为什么 Typescript 不以正确的方式支持函数重载？

Question

关于函数重载如何在 Typescript 中工作存在很多问题（例如，TypeScript function overloading）。但是没有诸如“为什么它会以这种方式工作？”之类的问题。 现在函数重载看起来像这样：

function foo(param1: number): void; 
function foo(param1: number, param2: string): void;

function foo(...args: any[]): void {
  if (args.length === 1 && typeof args[0] === 'number') {
    // implementation 1
  } else if (args.length === 2 && typeof args[0] === 'number' && typeof args[1] === 'string') {
    // implementation 2
  } else {
    // error: unknown signature
  }
}

我的意思是，Typescript 的创建是为了让程序员的生活更轻松，它添加了一些所谓的“语法糖”，它提供了 OOD 的优势。那么为什么 Typescript 不能代替程序员来做这些烦人的事情呢？例如，它可能看起来像：

function foo(param1: number): void { 
  // implementation 1 
}; 
function foo(param1: number, param2: string): void {
  // implementation 2 
};
foo(someNumber); // result 1
foo(someNumber, someString); // result 2
foo(someNumber, someNumber); // ts compiler error

并且这个 Typescript 代码会被转换成下面的 Javascript 代码：

function foo_1(param1) { 
  // implementation 1 
};
function foo_2(param1, param2) { 
  // implementation 2 
}; 
function foo(args) {
  if (args.length === 1 && typeof args[0] === 'number') {
    foo_1(args);
  } else if (args.length === 2 && typeof args[0] === 'number' && typeof args[1] === 'string') {
    foo_2(args);
  } else {
    throw new Error('Invalid signature');
  }
};

而且我没有找到任何原因，为什么 Typescript 不能这样工作。有什么想法吗？

Answer 1

如果你愿意，思考如何在 TypeScript 中实现“真正的”函数重载是一个有趣的练习。让编译器获取一堆单独的函数并从中生成一个函数很容易。但在运行时，这个单一函数必须根据参数的数量和类型知道要调用几个底层函数中的哪一个。参数的数量绝对可以在运行时确定，但是参数的类型完全是erased，所以没有办法实现它，你就卡住了。 ?

当然，您可能会违反 TypeScript 的设计目标之一（特别是 non-goal #5 关于添加运行时类型信息），但这不会发生。很明显，当您检查number 时，您可以输出typeof xxx === 'number'，但是当您检查用户定义的interface 时会输出什么？解决这个问题的一种方法是要求开发人员为每个函数重载提供一个user-defined type guard，它确定参数是否是正确的类型。但现在是让开发人员为每个函数重载指定事物对，这比当前的 TypeScript 重载概念更复杂。

为了好玩，让我们看看作为一个期望函数和类型保护来构建重载函数的库，你自己能做到多近。像这样的东西怎么样（假设 TS 3.1 或更高版本）：

interface FunctionAndGuard<A extends any[]=any[], R=any, A2 extends any[]= A> {
  function: (...args: A) => R,
  argumentsGuard: (args: any[]) => args is A2
};
type AsAcceptableFunctionsAndGuards<F extends FunctionAndGuard[]> = { [K in keyof F]:
  F[K] extends FunctionAndGuard<infer A, infer R, infer A2> ?
  FunctionAndGuard<A2, R, A> : never
}
type UnionToIntersection<U> =
  (U extends any ? (k: U) => void : never) extends ((k: infer I) => void) ? I : never

type Lookup<T, K> = K extends keyof T ? T[K] : never;
type FunctionAndGuardsToOverload<F extends FunctionAndGuard[]> =
  Lookup<UnionToIntersection<F[number]>, 'function'>;

function makeOverloads<F extends FunctionAndGuard[]>(
  ...functionsAndGuards: F & AsAcceptableFunctionsAndGuards<F>
): FunctionAndGuardsToOverload<F> {
  return ((...args: any[]) =>
    functionsAndGuards.find(fg => fg.argumentsGuard(args))!.function(...args)) as any;
}

makeOverloads() 函数接受可变数量的FunctionAndGuard 参数，并返回一个重载函数。试试看：

function foo_1(param1: number): void {
  // implementation 1 
};
function foo_2(param1: number, param2: string): void {
  // implementation 2 
};

const foo = makeOverloads({
  function: foo_1,
  argumentsGuard: (args: any[]): args is [number] =>
    args.length === 1 && typeof args[0] === 'number'
}, {
    function: foo_2,
    argumentsGuard: (args: any[]): args is [number, string] =>
      args.length === 2 && typeof args[0] === 'number' && typeof args[1] === 'string'
  }
);

foo(1); // okay
foo(1, "two"); // okay
foo(1, 2); // error

它有效。耶？

回顾一下：在运行时没有某种方式来确定参数的类型是不可能的，这在一般情况下需要开发人员指定的类型保护。因此，您可以通过要求开发人员为每个重载提供类型保护来进行重载，或者通过执行他们现在所做的，通过具有单个实现和多个调用签名来进行重载。后者更简单。

希望能提供一些见解。祝你好运！

Answer 2

Typescript 的创建是为了让程序员的生活更轻松，它添加了一些所谓的“语法糖”，它赋予了 OOD 的优势。

这实际上不是 TypeScript 的设计目标之一。您可以阅读目标here。对函数重载的单独实现的支持将属于“依赖[ing]运行时类型信息”的非目标。