本文深入探讨了在typescript中如何安全地递归提取类的可写字段属性，同时排除函数类型并保留其可选性。通过优化`deepwritable`类型定义，特别是针对`map`类型的处理顺序以及使用`pick`来精确控制属性，成功解决了`type instantiation is excessively deep and possibly infinite`这一常见递归类型错误，提供了健壮的类型解决方案。
引言：类属性的递归类型提取挑战
在TypeScript开发中，我们经常需要处理类实例的数据。一个常见的需求是，从一个包含复杂结构（如嵌套对象、数组、Map等）的类中，提取出其所有可写的非函数属性，以便进行数据更新或序列化。更进一步，我们希望这种提取是递归的，能够深入到嵌套对象内部，并且在过程中能够正确地保留原始属性的可选性。
然而，在尝试实现此类递归类型时，开发者常常会遇到一个令人困扰的错误：Type instantiation is excessively deep and possibly infinite.（类型实例化过深，可能无限循环）。这通常发生在TypeScript编译器在尝试解析一个复杂或循环的类型定义时，达到了其内部的递归深度限制。
本文将详细分析导致此问题的原因，并提供一个经过优化的解决方案，确保类型安全、属性可选性，并有效避免深度实例化错误。
问题根源分析：初始尝试的局限性
为了实现上述目标，我们通常会构建一系列辅助类型。以下是一个常见的初始尝试思路及其可能导致的问题：
识别可写属性并排除函数：我们使用条件类型 IfEquals 和映射类型 WritableKeys 来过滤掉只读属性和函数类型的属性。
type IfEquals = (() => T extends X ? 1 : 2) extends (() => T extends Y ? 1 : 2) ? A : B;type WritableKeys = { [P in keyof T]: T[P] extends Function ? never : IfEquals}[keyof T];
IfEquals 用于判断两个类型是否完全相等，这里用来区分只读和可写属性。WritableKeys 则利用此判断，结合 T[P] extends Function ? never : … 来排除函数，最终返回所有可写非函数属性的键名。
递归深度遍历类型：DeepWritable为了处理嵌套结构，我们需要一个递归类型 DeepWritable。
type DeepWritablePrimitive = undefined | null | boolean | string | number | Function;type DeepWritable = T extends DeepWritablePrimitive ? T : T extends Array ? DeepWritableArray : T extends Map ? DeepWritableMap : // 问题点1：Map的处理顺序 T extends Set ? DeepWriableSet : DeepWritableObject;type DeepWritableArray = Array<DeepWritable>;type DeepWritableMap = Map<K, DeepWritable>;type DeepWriableSet = Set<DeepWritable>;type DeepWritableObject = { [K in WritableKeys]: DeepWritable // 问题点2：丢失可选性};
这个 DeepWritable 类型试图递归地将所有可写属性转换为其深层可写版本。然而，它存在两个主要问题：
Map 类型的处理顺序导致深度实例化错误： 当一个复杂类型在递归过程中可能间接或直接地被推断为 Map 时，T extends Map 这种精确的 infer 模式可能会导致编译器进行过度的类型推断，从而触发深度实例化限制。尤其当 T 本身是一个复杂的联合类型或泛型时，这种推断路径会变得非常深。丢失属性的可选性： 在 DeepWritableObject 中，[K in WritableKeys]: DeepWritable 这种映射类型会默认将所有映射的属性变为必需的。例如，如果原始类中有一个属性 name?: string，经过 WritableKeys 过滤后 name 键依然存在，但在 DeepWritableObject 中它会变成 name: string，从而丢失了可选性（?）。
解决方案：优化递归类型定义
为了解决上述问题，我们需要对 DeepWritable 类型进行关键的优化。
1. 核心改进1：Map 类型的精确处理
为了避免在 Map 类型推断时触发深度实例化错误，我们应该首先进行一个更宽松的 Map 类型检查，然后再进行带有 infer 的精确推断。这样可以为编译器提供一个更直接的路径，避免不必要的深度递归。
将 T extends Map 的检查改为两步：
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36 查看详情 首先，检查 T extends Map。如果匹配，说明 T 确实是一个 Map。然后，在这个确定的 Map 分支内部，再使用 T extends Map 来安全地提取键值类型并递归处理。
这种处理顺序能够有效“短路”掉不必要的复杂类型推断，从而避免深度实例化问题。
2. 核心改进2：保留属性的可选性
要保留属性的可选性，我们不能直接映射 WritableKeys。正确的做法是，首先使用 Pick<T, WritableKeys> 创建一个新类型，这个新类型只包含 T 中可写的键，并且最重要的是，它会保留这些键在 T 中的可选性。然后，我们再对这个新类型的键进行映射。
type DeepWritableRecord1 = { // 使用 Pick<T, WritableKeys> 来保留可选性 [K in keyof Pick<T, WritableKeys>]: DeepWritable1}
通过 keyof Pick<T, WritableKeys>，我们得到的键集合不仅是可写的，而且当这些键被映射时，它们将继承 Pick 结果中的可选性。
完整的优化类型定义
结合上述改进，以下是经过优化的类型定义：
// 用于判断类型是否完全相等，以区分只读和可写属性type IfEquals = (() => T extends X ? 1 : 2) extends (() => T extends Y ? 1 : 2) ? A : B;// 提取可写（非只读）且非函数属性的键名type WritableKeys = { [P in keyof T]: T[P] extends Function ? never : IfEquals}[keyof T];// 基础的可写原始类型，不需进一步递归type DeepWritablePrimitive = undefined | null | boolean | string | number | Function;// 递归地将类型转换为深层可写版本，并处理特殊类型type DeepWritable1 = | T extends DeepWritablePrimitive ? T // 基础类型直接返回 : T extends (infer U)[] ? DeepWritable1[] // 数组类型递归处理其元素 : T extends Map ? ( // 关键优化：先检查是否为Map，避免深度实例化错误 T extends Map ? Map<K, DeepWritable1> : never // 然后提取K, V并递归处理V ) : T extends Set ? Set<DeepWritable1> // Set类型递归处理其元素 : DeepWritableRecord1; // 其他对象类型交由 DeepWritableRecord1 处理// 专门处理对象类型，确保保留属性的可选性type DeepWritableRecord1 = { // 使用 Pick<T, WritableKeys> 来筛选可写键并保留其可选性 [K in keyof Pick<T, WritableKeys>]: DeepWritable1}
实际应用：在类方法中集成
有了这些优化后的类型定义，我们现在可以在类的 set 方法中安全地使用它们，以确保传入的数据符合预期的结构和类型要求。
class Base { // set 方法接受一个 Partial<DeepWritable1> 类型的参数 // 确保传入的数据是当前类实例的可写、非函数属性的深层可写版本，且属性可选 set(data?: Partial<DeepWritable1>) { // 使用 Object.assign 安全地合并数据 Object.assign(this, data); }}class Parent extends Base { name?: string; // 可选属性 age: number = 0; // 必需属性 readonly id: string = 'abc'; // 只读属性，应被排除 // 嵌套数组 arr?: Parent[]; // 嵌套Map config?: Map; // 函数属性，应被排除 greet() { console.log('Hello'); }};const record = new Parent();record.set({ name: 'Alice', // name 是可选的，可以设置 age: 30, // age 是必需的，可以设置 // id: 'xyz', // 错误：id 是只读属性，不能设置 arr: [{ name: 'Child 0', age: 5 }, { name: 'Child 1', // age: 'ten' // 错误：age 必须是 number 类型 }], config: new Map([['theme', 'dark']]) // Map 类型正确处理 // greet: () => {} // 错误：greet 是函数，不能设置});console.log(record.name); // Aliceconsole.log(record.age); // 30console.log(record.arr); // [{ name: 'Child 0', age: 5 }, { name: 'Child 1' }]console.log(record.config?.get('theme')); // dark// 尝试设置不存在的属性或错误类型会报错// record.set({ unknownProp: 'value' }); // 错误：对象文字可以只指定已知属性
在上述示例中，record.set() 方法现在能够严格地约束传入的数据类型，只允许设置 Parent 类中可写且非函数的属性，同时保留了属性的可选性，并且支持嵌套结构如数组和 Map 的深层递归处理。最重要的是，它避免了 Type instantiation is excessively deep 错误。
注意事项与总结
条件类型顺序的重要性： 在使用联合类型进行条件类型推断时，类型检查的顺序至关重要。对于像 Map 这样的复杂类型，先进行一个更通用的检查 (T extends Map)，再进行带有 infer 的精确推断，可以显著提高编译器性能并避免深度实例化错误。保留可选性的技巧： Pick 类型在保留原始类型 T 中指定键 K 的可选性方面非常有用。结合 keyof 和映射类型，可以精确控制最终类型的结构。理解深度实例化错误： Type instantiation is excessively deep and possibly infinite 错误通常是递归类型定义中存在无限循环、过于复杂的推断路径或编译器无法有效短路的类型分支所导致。通过简化推断路径和优化检查顺序，可以有效解决此类问题。类型安全与运行时： TypeScript 类型检查只在编译时生效，运行时仍然是 JavaScript。Object.assign 等操作在运行时不会进行类型验证，因此确保编译时的类型安全至关重要。
通过本文介绍的优化方法，开发者可以更自信地构建复杂的递归类型，从而在TypeScript项目中实现更高级别的类型安全和代码健壮性。
以上就是TypeScript深度解析：递归获取类字段属性，解决类型深度实例化问题的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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