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。

Vue 3 defineComponent 的类型体操：一场 TypeScript 的盛宴

各位观众，晚上好！欢迎来到今天的 "Vue 源码解剖" 讲座。今天的主题是 Vue 3 中 defineComponent 的类型签名实现，以及它如何与 TypeScript 优雅共舞。

咱们先来一杯 "类型咖啡"，提提神，然后再深入源码的海洋。

defineComponent 是 Vue 3 中创建组件的核心 API。它不仅负责创建组件实例，更重要的是，它利用 TypeScript 强大的类型推断能力，为我们提供了更好的类型安全和开发体验。

那么，defineComponent 究竟是如何实现的？它的类型签名又蕴含着哪些精妙的设计？让我们一起揭开它神秘的面纱！

1. defineComponent 的基本用法和目的

在使用 Vue 3 开发组件时，我们通常会这样使用 defineComponent：

import { defineComponent } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  props: {
    message: {
      type: String,
      required: true,
    },
  },
  setup(props) {
    console.log(props.message); // props.message 拥有正确的类型 String
    return {
      // ...
    };
  },
  template: `<div>{{ message }}</div>`,
});

export default MyComponent;

这段代码定义了一个名为 MyComponent 的组件，它接收一个 message prop，类型为字符串。defineComponent 的作用不仅仅是创建一个 Vue 组件，更重要的是，它通过 TypeScript 确保了以下几点：

• Props 类型安全： 在 setup 函数中，props 对象会根据组件的 props 选项进行类型推断，确保我们只能访问和使用定义过的 props，并且类型是正确的。
• 类型推断增强： 帮助 TypeScript 更好地推断组件内部的状态、计算属性和方法等的类型，减少运行时错误。
• 更好的 IDE 支持： IDE 可以根据组件的类型信息提供代码补全、错误提示和类型检查等功能，提升开发效率。

总之，defineComponent 就像一个 "类型守卫"，它在编译时帮助我们检查代码中的类型错误，从而减少运行时错误，提高代码质量。

2. defineComponent 的类型签名概览

defineComponent 的类型签名比较复杂，但我们可以将其分解为几个关键部分来理解：

// 简化版的类型签名
function defineComponent<Props, RawBindings, D, C extends ComputedOptions = {}, M extends MethodOptions = {}, Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, Extends extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, E extends EmitsOptions = {}, EE extends string = string>(
  options: ComponentOptionsWithoutProps<any, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE> & ThisType<CreateComponentPublicInstance<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, Readonly<Props>>>
): DefineComponent<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE>;

function defineComponent<Props = {}, RawBindings = {}, D = {}, C extends ComputedOptions = {}, M extends MethodOptions = {}, Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, Extends extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin, E extends EmitsOptions = {}, EE extends string = string>(
  options: ComponentOptionsWithProps<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE> & ThisType<CreateComponentPublicInstance<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, Readonly<Props>>>
): DefineComponent<Props, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE>;

看起来是不是有点眼花缭乱？别担心，我们慢慢分析。

• 泛型参数： defineComponent 使用了大量的泛型参数，用于描述组件的各种类型信息。

  • Props: 组件的 props 类型。
  • RawBindings: setup 函数返回的绑定对象的类型。
  • D: data 选项返回的数据对象的类型。
  • C: computed 选项中计算属性的类型。
  • M: methods 选项中方法的类型。
  • Mixin: 组件 mixins 的类型。
  • Extends: 组件 extends 的类型。
  • E: emits 选项中事件的类型。
  • EE: 事件名称的类型。

• 函数重载： defineComponent 实际上是函数重载，提供了两种类型的参数：

  • ComponentOptionsWithoutProps: 用于没有定义 props 选项的组件。
  • ComponentOptionsWithProps: 用于定义了 props 选项的组件。

• ThisType： 用于指定组件实例的 this 类型。

• DefineComponent： defineComponent 函数返回值的类型，它实际上是 ComponentPublicInstanceConstructor 类型，也就是组件实例的构造函数。

3. 深入解析：ComponentOptionsWithProps 和 ComponentOptionsWithoutProps

这两个类型是 defineComponent 类型签名的核心。它们定义了组件选项对象的类型，并根据是否定义了 props 选项，提供了不同的类型定义。

3.1 ComponentOptionsWithProps

ComponentOptionsWithProps 用于定义具有 props 选项的组件。它的类型定义如下（简化版）：

interface ComponentOptionsWithProps<
  Props,
  RawBindings,
  D,
  C extends ComputedOptions = {},
  M extends MethodOptions = {},
  Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin,
  Extends extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin,
  E extends EmitsOptions = {},
  EE extends string = string
> extends ComponentOptionsBase<any, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE> {
  props: PropsDefinition<Props>;
  setup?(
    this: void,
    props: Readonly<Props>,
    context: SetupContext<E>
  ): RawBindings | RenderFunction | void;
  // ...
}

• props： PropsDefinition<Props> 类型，定义了组件的 props。它可以是数组形式、对象形式，也可以是 PropType 类型。
• setup： setup 函数的类型定义。注意，setup 函数的第一个参数 props 的类型是 Readonly<Props>，这意味着在 setup 函数中，我们无法修改 props 的值。
• this: void： 表示 setup 函数中的 this 上下文是 void，这意味着我们不能在 setup 函数中使用 this 访问组件实例。

3.2 ComponentOptionsWithoutProps

ComponentOptionsWithoutProps 用于定义没有 props 选项的组件。它的类型定义如下（简化版）：

interface ComponentOptionsWithoutProps<
  Props,
  RawBindings,
  D,
  C extends ComputedOptions = {},
  M extends MethodOptions = {},
  Mixin extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin,
  Extends extends ComponentOptionsMixin = ComponentOptionsMixin,
  E extends EmitsOptions = {},
  EE extends string = string
> extends ComponentOptionsBase<any, RawBindings, D, C, M, Mixin, Extends, E, EE> {
  props?: undefined;
  setup?(
    this: void,
    props: {},
    context: SetupContext<E>
  ): RawBindings | RenderFunction | void;
  // ...
}

• props?: undefined： props 选项是可选的，并且类型是 undefined。
• setup： setup 函数的第一个参数 props 的类型是 {}，表示一个空对象。

4. PropsDefinition：Props 类型的定义

PropsDefinition 用于定义组件的 props。它可以是以下几种形式：

• 数组形式： string[]，例如：props: ['message', 'count']。这种形式只能定义 props 的名称，无法指定 props 的类型和验证规则。
• 对象形式： {[key: string]: Prop<any> | null}，例如：

props: {
  message: {
    type: String,
    required: true,
  },
  count: {
    type: Number,
    default: 0,
    validator: (value: number) => value >= 0,
  },
}

这种形式可以定义 props 的名称、类型、默认值和验证规则。

• PropType： PropType<T>，例如：props: { items: Array as PropType<string[]> }。这种形式可以更精确地指定 props 的类型。

PropType 的定义如下：

export type PropType<T> = Prop<T> | PropConstructor<T>

Prop 和 PropConstructor 的定义如下：

export interface Prop<T, D = T> {
  type?: PropType<T> | true | null
  required?: boolean
  default?: D | null | ((rawProps: object) => D | null)
  validator?: ((value: any) => boolean) | undefined
}

export type PropConstructor<T = any> =
  | { new (...args: any[]): T & object }
  | { (): T }
  | PropMethod<T>

这些类型定义描述了 props 的各种属性，例如 type、required、default 和 validator。

5. SetupContext：setup 函数的上下文

SetupContext 是 setup 函数的第二个参数，它提供了一些有用的属性和方法，例如：

• attrs： 组件的 attribute 集合，不包括 props。
• emit： 用于触发自定义事件。
• slots： 组件的插槽。
• expose： 用于显式暴露组件实例的属性和方法。

SetupContext 的类型定义如下（简化版）：

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

6. EmitFn：事件触发函数的类型

EmitFn 是 setup 函数中 emit 函数的类型，它用于触发自定义事件。它的类型定义如下：

export type EmitFn<
  Options extends EmitsOptions = Record<string, any>
> = Options extends Record<string, any>
  ? (event: keyof Options, ...args: Options[keyof Options] extends ((...args: any[]) => any) | null ? Parameters<Options[keyof Options]!> : any[]) => void
  : (event: string, ...args: any[]) => void

这个类型定义比较复杂，但我们可以将其分解为几个部分来理解：

• Options extends EmitsOptions： Options 是一个泛型参数，它表示组件的 emits 选项。
• Options extends Record<string, any>： 判断 Options 是否是一个对象。
• (event: keyof Options, ...args: ...)： 定义了 emit 函数的参数类型。
  • event: keyof Options： event 参数的类型是 Options 对象的所有键的联合类型，也就是组件可以触发的所有事件的名称。
  • ...args: ...： args 参数的类型是根据 Options 对象中对应事件的处理函数的参数类型来确定的。

简而言之，EmitFn 确保了我们只能触发组件定义的事件，并且传递的参数类型是正确的。

7. ComputedOptions 和 MethodOptions：计算属性和方法的类型

ComputedOptions 和 MethodOptions 分别用于定义组件的计算属性和方法。它们的类型定义如下：

export type ComputedOptions = Record<string, ComputedGetter<any> | WritableComputedOptions<any>>

export type MethodOptions = Record<string, Function>

• ComputedOptions： 是一个对象，它的键是计算属性的名称，值是 ComputedGetter 或 WritableComputedOptions 类型。
• MethodOptions： 是一个对象，它的键是方法的名称，值是 Function 类型。

8. 一个完整的例子

让我们通过一个完整的例子来演示 defineComponent 的类型推断能力：

import { defineComponent, ref, computed } from 'vue';

const MyComponent = defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  props: {
    message: {
      type: String,
      required: true,
    },
    count: {
      type: Number,
      default: 0,
    },
  },
  emits: ['updateCount'],
  setup(props, { emit }) {
    const localCount = ref(props.count); // localCount 的类型是 Ref<number>

    const doubledCount = computed(() => localCount.value * 2); // doubledCount 的类型是 ComputedRef<number>

    const increment = () => {
      localCount.value++;
      emit('updateCount', localCount.value); // emit('updateCount', string) 会报错
    };

    return {
      localCount,
      doubledCount,
      increment,
    };
  },
  template: `
    <div>
      <p>Message: {{ message }}</p>
      <p>Count: {{ localCount }}</p>
      <p>Doubled Count: {{ doubledCount }}</p>
      <button @click="increment">Increment</button>
    </div>
  `,
});

export default MyComponent;

在这个例子中，defineComponent 利用 TypeScript 强大的类型推断能力，为我们提供了以下好处：

• props.message 和 props.count 拥有正确的类型。
• localCount 被正确推断为 Ref<number> 类型。
• doubledCount 被正确推断为 ComputedRef<number> 类型。
• emit('updateCount', string) 会报错，因为 emits 选项中定义了 updateCount 事件的参数类型。

9. 总结

defineComponent 的类型签名是一个复杂的但精妙的设计，它充分利用了 TypeScript 的泛型、函数重载、条件类型等特性，为 Vue 3 组件提供了强大的类型安全和开发体验。

通过深入理解 defineComponent 的类型签名，我们可以更好地理解 Vue 3 的内部机制，并编写出更健壮、更易于维护的代码。

希望今天的讲座对您有所帮助！如果大家还有任何问题，欢迎提问。 感谢各位的参与！