在 Typescript 中判断两个类型相等到底有多难？

前一阵在刷 TypeScript 类型体操的时候看到了 Equal 就一直在纠结这个问题，想尝试解释一下，如果有写的不对的地方欢迎指正，谢谢大家:D。

Typescript 中的类型相等

如果我们想判断两个变量是否相等，可以简单的通过 == 或 === 来进行比较，但是对比两个类型则不行。

在 TypeScript 中，类型是静态的，只会在编译时进行类型检查。

如果我们有两个类型 A 和 B，我们直接比较两个类型是否相等则会报错：

type A = number;
type B = string;
type C = number == string; // 'string' only refers to a type, but is being used as a value here.ts(2693)

我们可以看到 Typescript 提醒我们不能把类型当做值来用。

那我们如何判断两个类型是否相等呢？用的比较广泛的是 GitHub 中一位大神提到的 ：

export type Equals<X, Y> =
    (<T>() => T extends X ? 1 : 2) extends
    (<T>() => T extends Y ? 1 : 2) ? true : false;

这段代码虽然很好用，但是原理却让人一头雾水，所以我尝试来分析下它到底是如何运作的。

条件类型

不熟悉 Typescript 类型的人可能不太清楚 T extends X ? 1 : 2 是什么意思，其实这是 TS 中的条件类型。

在 Typescript 中，有一个特性叫 “条件类型（Conditional Types）”，条件类型的形式有点像 JavaScript 中的条件表达式（condition ? trueExpression : falseExpression）：

SomeType extends OtherType ? TrueType : FalseType;

当 extends 左边的类型可以赋值给右边的类型时，我们会得到第一个分支的类型 TrueType，否则得到后面的类型 FalseType

举个例子：

interface Animal {
    live(): void;
}
interface Dog extends Animal {
    woof(): void;
}

type Example1 = Dog extends Animal ? number : string; // number
type Example2 = RegExp extends Animal ? number : string; // string

那么问题来了，既然条件类型判断的是一个类型是否能复制给另一个类型，那么如何去判断可以是否可以赋值呢？我们要了解下 Typescript 的可赋值性。

Typescript 的可赋值性

为了了解 Typescript 的可赋值性，我专门找了一篇文章，并翻译了一下： 简单总结一下：

1. 如果两个类型相等，那么他们是可以互相赋值的。
2. 简单类型的可赋值性就是判断他们的是否相等。
3. 对象类型的可赋值性，如果一个类型是另一个类型的超类型（即包含了另一个类型的所有成员），那么这个类型的值可以赋给另一个类型的变量。

   var source: { a: number, b: string };
   var target: { a: number };
   target = source;
   

4. 函数类型的可赋值性，函数类型的可赋值性比较复杂，它需要考虑函数的参数类型和返回类型。返回值要判断原函数的返回值要可以赋值给目标函数的返回值，而参数以逆变的方式进行比较，即判断目标函数的参数都可以赋值给原函数。可能参数的逆变不太好懂，可以举个例子来说下：

   var source: (a: string) => void;
   var target: (a: unknown) => void;
   target = source; // should be an error, because:
   target(1); // oops, can't pass numbers to source
   

这篇文章还有好多内容还没有讲，作者最后说 可以在 GitHub 上的 TypeScript 仓库中的 src/compiler/checker.ts 文件中查看 。

现在我们分析类型相等的代码：

(<T>() => T extends X ? 1 : 2) 
    extends (<T>() => T extends Y ? 1 : 2)
    ? true : false;

可以看到它需要判断的是两个函数类型的可赋值性：(<T>() => T extends X ? 1 : 2) 是否可以给 extends (<T>() => T extends Y ? 1 : 2)，而这两个函数没有入参，我们只需要考虑返回值是否可以赋值即可。即条件类型 T extends X ? 1 : 2 是否可以赋值条件类型 T extends Y ? 1 : 2。

条件类型的可赋值性

如何判断一个条件类型可以赋值给另一个条件类型呢？在 Typescript 的仓库中 src/compiler/checker.ts 我们找到了 checkTypeRelatedTo 函数：

这个函数用于检查源类型 source 是否与目标类型 target 相关，其中关系 relation 可以是 identityRelation（恒等关系），subtypeRelation（子类型关系），assignableRelation（可赋值关系），或 comparableRelation（可比较关系）。

然后在其中找到了关于条件类型的判断：

根据注释，如果有两个条件类型 T1 extends U1 ? X1 : Y1 和 T2 extends U2 ? X2 : Y2，它们被认为是相关的，需要满足以下条件：

1. T1 和 T2 中的一个与另一个相关。这意味着 T1 可以赋值给 T2 或者 T2 可以赋值给 T1。
2. U1 和 U2 是相同的类型。
3. X1 可以赋值 X2 。
4. Y1 可以赋值 Y2 。

对于源代码中的泛型 T 我们对其都没有任何约束，我理解他们两个是具有可赋值性的（这里我并不确定，仅主观猜测）。

到此，我们再看一下 IsEqual 代码：

type IsEqual<X, Y> =
  (<T>() => T extends X ? 1 : 2) extends
  (<T>() => T extends Y ? 1 : 2) ? true : false;

此时我们可以发现，当 X 和 Y 相等，(<T>() => T extends X ? 1 : 2) 可以赋值给 (<T>() => T extends Y ? 1 : 2) ，所以 IsEqual 为 true，反之则为 false。

小结

TypeScript 类型越研究越发现有非常多的内容，包括本文讨论的 Equal 其实已经涉及到编译器相关源码，能够提出这个函数的人肯定是对 TS 非常了解才能举重若轻地写出这个有些 hack 的代码，不过还是希望 TS 官方早日能给出 Equal 函数，减轻大家的心智负担。:)

参考资料