解释 Vue 3 源码中 `defineComponent` 的类型签名实现，以及它如何与 TypeScript 协同工作。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

Vue 3 `defineComponent`: 类型体操大师的表演

各位观众，欢迎来到今天的“Vue 3 源码解密”特别节目！我是你们的老朋友，bug 终结者，今天我们要啃的骨头是 defineComponent。

defineComponent，顾名思义，就是定义 Vue 组件的 API。但你有没有想过，它背后到底藏着什么玄机？为什么它能让 TypeScript 和 Vue 组件配合得如此丝滑？别急，今天我们就来扒一扒它的底裤，看看这位类型体操大师是如何施展魔法的。

1. 为什么要用 `defineComponent`？

在我们深入源码之前，先来聊聊为什么要用 defineComponent。直接写一个 JavaScript 对象不香吗？

原因很简单：类型安全！

想象一下，如果你的组件只是一个普通的 JavaScript 对象，TypeScript 就无法知道你的 props 是什么类型，emits 又有哪些事件。这样，你写的代码就很容易出现运行时错误，而且编译器也不会给你任何提示。

而 defineComponent 的作用，就是告诉 TypeScript：“嘿，我这里定义了一个 Vue 组件，它的 props 是这些，emits 是那些，你可要好好检查一下！”

让我们先来看一个简单的例子：

import { defineComponent } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  props: {
    name: {
      type: String,
      required: true,
    },
    age: {
      type: Number,
      default: 18,
    },
  },
  emits: ['update'],
  setup(props, { emit }) {
    const handleClick = () => {
      emit('update', props.age + 1);
    };

    return {
      handleClick,
    };
  },
  template: `
    <div>
      Hello, {{ name }}! You are {{ age }} years old.
      <button @click="handleClick">Update Age</button>
    </div>
  `,
});

export default MyComponent;

在这个例子中，我们使用了 defineComponent 来定义 MyComponent。通过 props 选项，我们告诉 TypeScript，这个组件有两个 props：name（字符串类型，必填）和 age（数字类型，默认值为 18）。通过 emits 选项，我们告诉 TypeScript，这个组件会触发一个名为 update 的事件。

有了这些信息，TypeScript 就能在编译时检查你的代码，确保你的 props 使用正确，emits 的事件类型匹配。

2. `defineComponent` 的类型签名：一座迷宫

现在，我们来深入 defineComponent 的类型签名。准备好迎接一场类型体操的盛宴了吗？

defineComponent 的类型签名非常复杂，因为它需要处理各种不同的情况，例如：

组件选项可以是对象，也可以是函数。
props 可以是数组，也可以是对象。
setup 函数可以返回对象，也可以返回函数。
等等。

为了简化问题，我们先来看一个简化的版本：

interface ComponentOptionsBase<Props, RawBindings, D, C extends ComputedOptions = ComputedOptions, M extends MethodOptions = MethodOptions, Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, Extends extends ComponentOptions = ComponentOptions> {
  props?: Props | ComponentPropsOptions<Props>;
  emits?: string[] | EmitsOptions;
  setup?(this: void, props: Readonly<Props>, ctx: SetupContext): RawBindings | RenderFunction | Promise<RawBindings | RenderFunction> | undefined;
  data?(this: CreateComponentPublicInstance<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends>): D;
  computed?: C;
  methods?: M;
  mixins?: Mixin[];
  extends?: Extends;
  render?: RenderFunction;
}

export function defineComponent<Props, RawBindings = {}, D = {}, C extends ComputedOptions = {}, M extends MethodOptions = {}, Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, Extends extends ComponentOptions = ComponentOptions>(options: ComponentOptionsBase<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends>): DefineComponent<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends>;

这个签名看起来很吓人，但别怕，我们来慢慢分析。

ComponentOptionsBase 是一个接口，定义了组件选项的基本类型。
Props 是组件的 props 类型。
RawBindings 是 setup 函数返回的绑定类型。
D 是 data 函数返回的数据类型。
C 是 computed 属性的类型。
M 是 methods 的类型。
Mixin 是 mixins 的类型。
Extends 是 extends 的类型。

defineComponent 函数接受一个 ComponentOptionsBase 类型的参数，并返回一个 DefineComponent 类型的值。DefineComponent 其实就是一个标记类型，用于告诉 TypeScript，这是一个 Vue 组件。

export interface DefineComponent<
  Props = {},
  RawBindings = {},
  D = {},
  C extends ComputedOptions = {},
  M extends MethodOptions = {},
  Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin,
  Extends extends ComponentOptions = ComponentOptions,
  E extends EmitsOptions = {},
  EE extends string = string,
  PP = Readonly<Props>,
  B = Readonly<RawBindings>,
  Defaults = {}
> extends ComponentOptionsBase<PP, B, D, C, M, Mixin, Extends, E> {
  new (): {
    $props: PP;
    $emit: EmitFn<E, EE>;
  };
}

这个类型定义了组件的实例类型，包括 $props 和 $emit。

表格总结：类型参数含义

类型参数	含义
`Props`	组件的 `props` 类型
`RawBindings`	`setup` 函数返回的绑定类型
`D`	`data` 函数返回的数据类型
`C`	`computed` 属性的类型
`M`	`methods` 的类型
`Mixin`	`mixins` 的类型
`Extends`	`extends` 的类型
`E`	`emits` 的类型 (更精确的 emits 类型，允许指定 payload 类型)
`EE`	`emits` 事件名称的类型 (通常是 `string`)
`PP`	`Readonly<Props>`，只读的 `props` 类型
`B`	`Readonly<RawBindings>`，只读的 `setup` 返回值类型
`Defaults`	`props` 的默认值类型，通常由 `withDefaults` 函数生成。这个类型让 TypeScript 能够推断出在父组件中没有传递 `props` 时，组件内部的 `props` 类型。

3. 类型推导的魔法：`ExtractPropTypes` 和 `SetupContext`

defineComponent 的一个重要功能是类型推导。它可以根据你的组件选项，自动推导出 props 的类型、emits 的类型等等。

这是怎么做到的呢？

答案是：类型体操！

Vue 3 使用了很多高级的 TypeScript 技术，例如条件类型、映射类型、infer 类型等等，来实现类型推导。

其中，最常用的两个类型工具是 ExtractPropTypes 和 SetupContext。

3.1 `ExtractPropTypes`：提取 `props` 类型

ExtractPropTypes 的作用是从组件选项中提取 props 的类型。

它的定义如下：

export type ExtractPropTypes<T> = {
  [K in keyof T]: T[K] extends null
    ? any
    : T[K] extends { type: PropType<infer U>, required: true }
      ? U
      : T[K] extends { type: PropType<infer U>, default: infer D }
        ? Equal<D, object> extends true
          ? Equal<U, any> extends true ? ({} extends D ? U | (() => {}) : U) : U
          : Equal<U, boolean> extends true
            ? D extends false ? Booleanish : Booleanish
            : U
        : T[K] extends Prop<infer U, infer R>
          ? unknown extends U ? any : U
          : any
};

这个类型定义看起来非常复杂，但它的逻辑其实很简单：

遍历组件选项的 props 对象。
对于每个 prop，判断它的类型。
如果 prop 的类型是 null，则返回 any。
如果 prop 的类型是 { type: PropType<U>, required: true }，则返回 U。
如果 prop 的类型是 { type: PropType<U>, default: D }，则返回 U | D。
否则，返回 any。

让我们来看一个例子：

import { defineComponent, ExtractPropTypes, PropType } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  props: {
    name: {
      type: String as PropType<string>,
      required: true,
    },
    age: {
      type: Number as PropType<number>,
      default: 18,
    },
    isAdult: {
      type: Boolean as PropType<boolean>,
      default: false,
    },
    address: {
        type: Object as PropType<{city:string,street:string}>
    }
  },
  setup(props) {
    // TypeScript 可以正确推断出 props 的类型
    console.log(props.name); // string
    console.log(props.age); // number
    console.log(props.isAdult); // boolean
    console.log(props.address?.city) //string | undefined
    return {};
  },
  template: `
    <div>
      Hello, {{ name }}! You are {{ age }} years old.
    </div>
  `,
});

// 使用 ExtractPropTypes 提取 props 的类型
type MyComponentProps = ExtractPropTypes<typeof MyComponent>;

// TypeScript 可以正确推断出 MyComponentProps 的类型
// {
//   name: string;
//   age: number;
//   isAdult: boolean;
// }

在这个例子中，我们使用了 ExtractPropTypes 来提取 MyComponent 的 props 类型。TypeScript 可以正确推断出 MyComponentProps 的类型，包括 name（字符串类型）、age（数字类型）和 isAdult（布尔类型）。

3.2 `SetupContext`：提供 `setup` 函数的上下文

SetupContext 是一个接口，定义了 setup 函数的上下文，包括 attrs、emit 和 slots。

它的定义如下：

export interface SetupContext<E = {}, EE extends string = string> {
  attrs: Data;
  slots: Slots;
  emit: EmitFn<E, EE>;
  expose(exposed?: Record<string, any>): void;
}

attrs 是一个对象，包含了组件的所有属性，但不包括 props。
slots 是一个对象，包含了组件的所有插槽。
emit 是一个函数，用于触发组件的事件。
expose 是一个函数，用于暴露组件的公共 API。

EmitFn 的定义如下：

export type EmitFn<
  Options = {},
  Event extends string = string
> = Options extends Record<Event, (...args: any[]) => any>
  ? <Key extends keyof Options>(
      event: Key,
      ...args: Parameters<Options[Key]>
    ) => void
  : (event: Event, ...args: any[]) => void

这个类型定义看起来也很复杂，但它的作用是：根据组件的 emits 选项，推导出 emit 函数的类型。

让我们来看一个例子：

import { defineComponent, PropType } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  props: {
    name: {
      type: String as PropType<string>,
      required: true,
    },
  },
  emits: {
    update: (value: number) => {
      return typeof value === 'number';
    },
    'delete': null,
  },
  setup(props, context) {
    // TypeScript 可以正确推断出 emit 的类型
    context.emit('update', 123); // 正确
    // context.emit('update', 'abc'); // 错误：参数类型不匹配
    context.emit('delete'); // 正确
    // context.emit('other'); //错误：事件不存在

    return {};
  },
  template: `
    <div>
      Hello, {{ name }}!
    </div>
  `,
});

在这个例子中，我们使用了 emits 选项来定义组件的事件。TypeScript 可以正确推断出 emit 函数的类型，包括事件名称和参数类型。

4. `withDefaults`：为 `props` 提供默认值

withDefaults 是一个函数，用于为 props 提供默认值。

它的定义如下：

export declare function withDefaults<
  Props,
  Defaults extends Partial<Props>
>(
  props: Props,
  defaults: Defaults
): {
  (): {};
} & DefineComponent<
  Props & RequiredKeys<Defaults>,
  {},
  any,
  any,
  any,
  any,
  any,
  any,
  {},
  Readonly<Props & RequiredKeys<Defaults>>,
  Readonly<{} extends Defaults ? Props : MergeDefaults<Props, Defaults>>
>

这个函数接受两个参数：

props：组件的 props 类型。
defaults：一个对象，包含了 props 的默认值。

withDefaults 函数返回一个新的组件类型，其中 props 的类型已经包含了默认值。

让我们来看一个例子：

import { defineComponent, withDefaults, PropType } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  props: {
    name: {
      type: String as PropType<string>,
    },
    age: {
      type: Number as PropType<number>,
    },
  },
  setup(props) {
    // TypeScript 可以正确推断出 props 的类型
    console.log(props.name); // string | undefined
    console.log(props.age); // number | undefined
    return {};
  },
  template: `
    <div>
      Hello, {{ name }}! You are {{ age }} years old.
    </div>
  `,
});

const MyComponentWithDefaults = withDefaults(MyComponent, {
  name: 'World',
  age: 18,
});

// TypeScript 可以正确推断出 MyComponentWithDefaults 的 props 类型
// {
//   name: string;
//   age: number;
// }

在这个例子中，我们使用了 withDefaults 函数来为 MyComponent 的 props 提供默认值。TypeScript 可以正确推断出 MyComponentWithDefaults 的 props 类型，包括 name（字符串类型，默认值为 "World"）和 age（数字类型，默认值为 18）。即使没有传递 props, props.name 和 props.age 的类型依然是 string 和 number, 而不是 string | undefined 和 number | undefined.

5. 总结：类型体操的艺术

defineComponent 的类型签名非常复杂，但它背后的逻辑其实很简单：

使用 ComponentOptionsBase 接口定义组件选项的基本类型。
使用 ExtractPropTypes 类型工具提取 props 的类型。
使用 SetupContext 接口提供 setup 函数的上下文。
使用 withDefaults 函数为 props 提供默认值。

通过这些高级的 TypeScript 技术，defineComponent 可以实现类型推导，确保你的 Vue 组件类型安全。

希望今天的讲解能够帮助你更好地理解 defineComponent 的类型签名实现，以及它如何与 TypeScript 协同工作。记住，类型体操是一门艺术，需要不断练习才能掌握。下次再见！

Vue 3 defineComponent: 类型体操大师的表演

1. 为什么要用 defineComponent？

2. defineComponent 的类型签名：一座迷宫

3. 类型推导的魔法：ExtractPropTypes 和 SetupContext

3.1 ExtractPropTypes：提取 props 类型

3.2 SetupContext：提供 setup 函数的上下文

4. withDefaults：为 props 提供默认值

5. 总结：类型体操的艺术

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Vue 3 `defineComponent`: 类型体操大师的表演

1. 为什么要用 `defineComponent`？

2. `defineComponent` 的类型签名：一座迷宫

3. 类型推导的魔法：`ExtractPropTypes` 和 `SetupContext`

3.1 `ExtractPropTypes`：提取 `props` 类型

3.2 `SetupContext`：提供 `setup` 函数的上下文

4. `withDefaults`：为 `props` 提供默认值

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