Vue 3源码深度解析之：`Vue`的`TypeScript`集成：`setup`函数中的类型推断。 - 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

各位靓仔靓女，晚上好！我是你们的老朋友，今晚咱们来聊聊Vue 3源码中一个非常有趣，但也经常让新手（甚至老鸟）头疼的话题：setup函数中的类型推断。

别害怕，虽然标题里有“源码”、“TypeScript”这些字眼，但保证今晚的讲解轻松愉快，力求把复杂的问题简单化，让你听完之后，不仅能理解setup函数里的类型推断，还能举一反三，在实际项目中写出更加健壮、类型安全的代码。

准备好了吗？咱们这就开始！

第一部分：setup 函数的本质和挑战

首先，咱们来回顾一下setup函数是干嘛的。简单来说，setup函数是Vue 3 Composition API的核心入口，所有的数据、方法、计算属性等等，都可以（也应该）在这个函数里定义和返回。

<template>
  <div>
    <p>{{ message }}</p>
    <button @click="increment">Increment</button>
  </div>
</template>

<script lang="ts">
import { defineComponent, ref } from 'vue';

export default defineComponent({
  setup() {
    const message = ref('Hello Vue 3!');
    const count = ref(0);

    const increment = () => {
      count.value++;
    };

    return {
      message,
      count,
      increment,
    };
  },
});
</script>

在这个例子里，setup函数定义了message、count和increment，并将它们返回给模板使用。

看起来很简单，对吧？但是，这里面隐藏着一个巨大的挑战：类型推断。

Vue 3的类型系统需要能够准确地推断出setup函数返回的每一个属性的类型，这样才能在模板中使用时，提供正确的类型检查和代码提示。

这可不是一件容易的事情，因为setup函数内部的代码逻辑可能非常复杂，而且开发者还可以使用各种各样的TypeScript特性。

举个更复杂的例子：

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

interface User {
  id: number;
  name: string;
  email: string;
}

export default defineComponent({
  props: {
    userId: {
      type: Number,
      required: true,
    },
  },
  async setup(props) {
    const user = ref<User | null>(null);
    const loading = ref(true);

    // 模拟异步请求
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000));

    // 假设这里是从API获取数据
    user.value = {
      id: props.userId,
      name: 'John Doe',
      email: '[email protected]',
    };
    loading.value = false;

    const displayName = computed(() => user.value ? user.value.name : 'Loading...');

    return {
      user,
      loading,
      displayName,
    };
  },
});

在这个例子中，setup函数使用了props、ref、computed，还进行了异步操作。Vue 3 需要能够准确地推断出 user 的类型是 Ref<User | null>，loading 的类型是 Ref<boolean>，displayName 的类型是 ComputedRef<string>。

如果类型推断出现错误，就会导致各种各样的问题，比如：

类型错误： 模板中访问了不存在的属性或者使用了错误的类型。
代码提示不准确： IDE无法提供正确的代码提示，降低开发效率。
运行时错误： 在运行时出现意想不到的错误。

第二部分：Vue 3 类型推断的核心机制

Vue 3 为了解决 setup 函数中的类型推断问题，采用了一系列巧妙的技术手段。咱们接下来就来深入了解一下这些核心机制。

defineComponent 的作用

你可能已经注意到了，在上面的例子中，我们使用了 defineComponent 函数。这个函数的作用可不仅仅是为了方便我们定义组件，更重要的是，它为 Vue 3 的类型推断提供了基础。

defineComponent 函数实际上是一个类型友好的包装器，它会分析你传入的组件选项，并根据这些选项来推断出组件的类型。

具体来说，defineComponent 会分析以下几个方面：
- props： 根据 props 的定义，推断出 props 对象的类型。
- setup： 分析 setup 函数的返回值，推断出组件暴露给模板的属性的类型。
- data、computed、methods 等： 虽然在 Composition API 中不常用，但 defineComponent 仍然会分析这些选项，以提供更全面的类型信息。
通过 defineComponent，Vue 3 就可以对组件的结构有一个清晰的了解，从而更好地进行类型推断。
Ref 和 Reactive 的类型推断

ref 和 reactive 是 Vue 3 中用于创建响应式数据的两个重要函数。它们也为类型推断提供了很大的帮助。
- ref： ref 函数会返回一个 Ref 对象，这个对象包含一个 value 属性，用于访问和修改响应式数据。ref 函数的类型定义如下：
```
function ref<T>(value: T): Ref<T>
```
  可以看到，ref 函数接受一个泛型参数 T，用于指定 ref 对象的类型。如果没有显式指定 T，TypeScript 会尝试根据传入的 value 来推断 T 的类型。
  
  例如：
```
const count = ref(0); // count 的类型是 Ref<number>
const message = ref('Hello'); // message 的类型是 Ref<string>
const user = ref<User | null>(null); // user 的类型是 Ref<User | null>
```
- reactive： reactive 函数会将一个普通对象转换成响应式对象。reactive 函数的类型定义如下：
```
function reactive<T extends object>(target: T): UnwrapNestedRefs<T>
```
  reactive 函数也会根据传入的 target 对象来推断类型。
  
  例如：
```
const state = reactive({
name: 'John',
age: 30,
}); // state 的类型是 { name: string; age: number; }
```
通过 ref 和 reactive，Vue 3 可以准确地追踪响应式数据的类型，并在模板中使用时，提供正确的类型检查和代码提示。
Computed 的类型推断

computed 函数用于创建计算属性，它的类型推断稍微复杂一些，但仍然非常强大。

computed 函数接受一个 getter 函数作为参数，并根据 getter 函数的返回值来推断计算属性的类型。
```
import { defineComponent, ref, computed } from 'vue';

export default defineComponent({
 setup() {
   const count = ref(0);

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

   return {
     count,
     doubledCount,
   };
 },
});
```
在这个例子中，computed 函数的 getter 函数返回的是 count.value * 2，而 count.value 的类型是 number，所以 doubledCount 的类型被推断为 ComputedRef<number>。

即使 getter 函数的逻辑非常复杂，Vue 3 仍然可以尝试推断出计算属性的类型。

PropType 类型推断

在props的定义中，PropType 用于指定prop的类型。Vue 3 能够根据 PropType 进行类型推断。

import { defineComponent, PropType } from 'vue';

interface Book {
   title: string;
   author: string;
}

export default defineComponent({
   props: {
       book: {
           type: Object as PropType<Book>,
           required: true
       },
       message: {
           type: String as PropType<string>,
           default: 'hello'
       }
   },
   setup(props) {
       console.log(props.book.title); // 类型安全访问
       console.log(props.message.toUpperCase()); // 类型安全访问
       return {};
   }
});

通过Object as PropType<Book>显式指定book prop的类型，Vue 3 能够确保在 setup 函数中访问 props.book 时获得正确的类型信息。对于 message prop，使用 String as PropType<string> 指定类型，保证了类型安全。

第三部分：实战演练：解决类型推断的常见问题

理解了 Vue 3 类型推断的核心机制之后，咱们再来看看在实际项目中，如何解决一些常见的类型推断问题。

显式指定类型

有时候，TypeScript 无法准确地推断出类型，这时我们就需要显式地指定类型。

例如，当使用 ref 函数创建 null 或 undefined 类型的响应式数据时，TypeScript 无法推断出具体的类型，这时就需要显式地指定类型。
```
const user = ref<User | null>(null); // 显式指定 user 的类型为 Ref<User | null>
```
再比如，当使用 reactive 函数创建空对象时，也需要显式地指定类型。
```
interface State {
 name: string;
 age: number;
}

const state = reactive<State>({} as State); // 显式指定 state 的类型为 State
```
使用 as 断言

有时候，我们需要告诉 TypeScript，某个表达式的类型是什么。这时可以使用 as 断言。

例如，当从 API 获取数据时，我们需要将返回的数据断言为正确的类型。
```
interface User {
 id: number;
 name: string;
 email: string;
}

async function fetchUser(id: number): Promise<User> {
 const response = await fetch(`/api/users/${id}`);
 const data = await response.json();
 return data as User; // 将返回的数据断言为 User 类型
}
```
需要注意的是，as 断言只是告诉 TypeScript 某个表达式的类型是什么，并不会进行类型检查。因此，在使用 as 断言时，一定要确保断言的类型是正确的，否则可能会导致运行时错误。

使用 shallowRef 和 triggerRef 处理深层对象
当响应式数据是深层嵌套的对象时，直接修改深层属性可能不会触发视图更新。这时可以使用 shallowRef 和 triggerRef 来优化性能。

import { defineComponent, shallowRef, triggerRef } from 'vue';

interface DeepObject {
   a: {
       b: {
           c: number;
       };
   };
}

export default defineComponent({
   setup() {
       const deepData = shallowRef<DeepObject>({
           a: {
               b: {
                   c: 1
               }
           }
       });

       const updateDeepData = () => {
           deepData.value.a.b.c = 2;
           triggerRef(deepData); // 手动触发更新
       };

       return {
           deepData,
           updateDeepData
       };
   }
});

shallowRef 创建的响应式引用只追踪顶层值的变化，不追踪深层属性的变化。因此，当修改深层属性时，需要使用 triggerRef 手动触发更新。

使用 ExtractPropTypes 从 props 定义中提取类型
当需要获取组件的 props 类型时，可以使用 ExtractPropTypes 工具类型。

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

const props = {
   name: {
       type: String,
       required: true
   },
   age: {
       type: Number,
       default: 18
   }
};

export default defineComponent({
   props,
   setup(props: ExtractPropTypes<typeof props>) {
       console.log(props.name.toUpperCase()); // 类型安全访问
       console.log(props.age + 1); // 类型安全访问
       return {};
   }
});

ExtractPropTypes<typeof props> 可以从 props 定义中提取出正确的类型，确保在 setup 函数中使用 props 时具有类型安全性。

第四部分：Vue 3 源码中的类型推断实现（简要版）

虽然咱们不打算深入到 Vue 3 源码的每一个细节，但是了解一些关键的实现思路，可以帮助我们更好地理解类型推断的原理。

Vue 3 的类型推断主要依赖于 TypeScript 的类型系统和一些高级类型特性，比如：

条件类型： 根据不同的条件，选择不同的类型。
映射类型： 将一个类型转换为另一个类型。
类型推断： 让 TypeScript 自动推断出类型。
泛型： 允许我们在定义函数、接口或类时，使用类型参数。

在 Vue 3 源码中，可以看到大量使用了这些高级类型特性，以实现精确的类型推断。

例如，ref 函数的类型定义就使用了条件类型和泛型：

export declare function ref<T extends object>(
  value: T
): ToRef<UnwrapRef<T>>
export declare function ref<T>(
  value: T
): Ref<UnwrapRef<T>>
export declare function ref<T = any>(): Ref<T | undefined>

这个类型定义看起来很复杂，但实际上它做了以下几件事：

如果传入的 value 是一个对象，则返回 ToRef<UnwrapRef<T>> 类型。
如果传入的 value 不是一个对象，则返回 Ref<UnwrapRef<T>> 类型。
如果没有传入 value，则返回 Ref<T | undefined> 类型。

通过这些复杂的类型定义，Vue 3 尽可能地保证了类型推断的准确性。

第五部分：总结与展望

好了，今天的讲座就到这里。咱们回顾一下今天都讲了些什么：

setup 函数的本质和挑战：类型推断是 setup 函数的关键。
Vue 3 类型推断的核心机制：defineComponent、ref、reactive、computed 各司其职。
实战演练：解决类型推断的常见问题：显式指定类型、使用 as 断言等。
Vue 3 源码中的类型推断实现（简要版）：依赖于 TypeScript 的高级类型特性。

希望今天的讲座能帮助你更好地理解 Vue 3 setup 函数中的类型推断。

类型推断是一个复杂而有趣的话题，随着 TypeScript 和 Vue 3 的不断发展，类型推断的能力也会越来越强大。让我们一起期待 Vue 3 在类型推断方面带来的更多惊喜吧！

感谢各位的聆听，下次再见！

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