【技术讲座】DeepReadonly 与 DeepMutable：递归类型在对象树中的应用

引言

在编程中，类型系统是保证代码安全和性能的关键。递归类型是类型系统中的一个重要概念，它允许我们在类型定义中引用自身。本文将深入探讨递归类型在对象树中的应用，特别是通过实现 DeepReadonly 和 DeepMutable 来展示如何控制对象的可变性。

概念介绍

递归类型

递归类型是指类型定义中包含自身类型的类型。例如，一个链表可以定义为：

type LinkedListNode<T> = {
  value: T;
  next: LinkedListNode<T> | null;
};

在这个定义中，LinkedListNode<T> 类型可以包含另一个 LinkedListNode<T> 类型的实例。

DeepReadonly

DeepReadonly 是一个类型，它将一个对象的所有属性都转换为只读属性，包括嵌套对象。例如：

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

DeepMutable

与 DeepReadonly 相反，DeepMutable 将一个对象的所有属性转换为可变属性，包括嵌套对象。

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

实现与示例

TypeScript 示例

下面是一个使用 TypeScript 实现的 DeepReadonly 和 DeepMutable 的例子：

function deepReadonly<T>(obj: T): DeepReadonly<T> {
  const result: any = {};
  for (const key in obj) {
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      result[key] = deepReadonly(obj[key]);
    }
  }
  return Object.freeze(result) as DeepReadonly<T>;
}

function deepMutable<T>(obj: T): DeepMutable<T> {
  return { ...obj };
}

使用示例

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  address: {
    street: string;
    city: string;
  };
}

const person: DeepReadonly<Person> = {
  name: "Alice",
  age: 30,
  address: {
    street: "123 Main St",
    city: "Wonderland"
  }
};

console.log(person.name); // Alice
person.name = "Bob"; // Error: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.

Python 示例

在 Python 中，我们可以使用 copy 模块来实现类似的功能：

import copy

def deep_readonly(obj):
    return copy.deepcopy(obj)

def deep_mutable(obj):
    return copy.copy(obj)

Shell 示例

在 Shell 中，我们可以使用 jq 工具来处理 JSON 数据：

#!/bin/bash

deep_readonly() {
  jq --argjson arg "$arg" '. as $in | reduce inputs[] as $in ({}; setpath($in[$in|keys[0]]) = $in | .[$in|keys[0]]) | $in' "$1"
}

deep_mutable() {
  jq "$1"
}

json='{"name":"Alice","age":30,"address":{"street":"123 Main St","city":"Wonderland"}}'

echo $(deep_readonly "$json") | jq '.name'  # Alice
echo $(deep_mutable "$json") | jq '.name'  # Alice

结论

递归类型在对象树中的应用为控制对象的可变性提供了强大的工具。通过实现 DeepReadonly 和 DeepMutable，我们可以灵活地在只读和可变状态之间转换对象。在实际开发中，这些技术可以帮助我们构建更安全、更高效的代码。

在本文中，我们通过 TypeScript、Python 和 Shell 语言的示例展示了如何实现这些类型转换。这些示例展示了递归类型在对象树中的应用，并为实际开发提供了参考。希望这篇文章能够帮助你更好地理解递归类型及其在对象树中的应用。