使用typescript类型来实现快排详情
目录
- 前言
- 元组快排
- 实现逻辑
- 实现数字的大小比较
- 实现 A 是否 小于或等于 B
- 实现 A 是否 大于或等于 B
- 实现Filter
- 优化Filter
- 重构数字的大小值比较
- 重构Filter
- 实现快排
- 测试快排
- 优化:负数
- 负数的判断
- 字符串转数字
- 获取负数的值
- 完善获取绝对值
- 重构数字的大小比较
- 重构快排
- 测试快排V2
前言
本文执行环境typescript,版本4.7.4
不使用typescript的计算能力,通过类型来实现快排
元组快排
能否将元组 [3, 1, 2, 4] 通过泛型转换成 [1, 2, 3, 4]
如何实现快排?
- 遍历元组
- 元组每个值的大小比较
- 每次比较中挑选出符合条件的值,也就是实现 Filter
实现逻辑
实现数字的大小比较
在typescript类型中没有比较符,那如何判断 5 和 6 谁更大?
typescript类型不知道,所以需要找到在typescript中已经存在的递增数列,通过这个数列来实现
怎么理解呢?
类似有 张三 和 李四 两个人,要比较他们谁的位置靠前,需要有一个他们排队的数列,然后依次查看,先看到 张三,那么 张三 的位置明显靠前
typescript中有这样的递增数列吗?
有的:元组下标,只需要递归元组,就可以实现依次点名
实现 A 是否 小于或等于 B
- 无限递归,直到匹配到 A 或者 B
type SmallerThan< A extends number, B extends number, T extends number[] = [] > = T['length'] extends A ? true : T['length'] extends B ? false : SmallerThan<A, B, [...T, 0]>;
实现 A 是否 大于或等于 B
逻辑同理:
无限递归,直到匹配到 A 或者 B
type LargerThan< A extends number, B extends number, T extends number[] = [] > = T['length'] extends A ? false : T['length'] extends B ? true : LargerThan<A, B, [...T, 0]>;
当然也可以依赖 SmallerThan 泛型来实现
type LargerThan< A extends number, B extends number, T extends number[] = [] > = SmallerThan<A, B, T> extends true ? false : true;
实现Filter
- 根据元组长度递归
- 当满足条件(比如:大于等于 一个值),将值存储到新元组中,否则不操作
- 依赖上面实现的大小值比较 分别实现 对应的Filter
type FilterLargerThan< T extends number[], A extends number, Z extends number[] = [], R extends number[] = [] > = T['length'] extends R['length'] ? Z : FilterLargerThan< T, A, LargerThan<T[R['length']], A> extends true ? [...Z, T[R['length']]] : Z, [...R, 0] >; type FilterSmallerThan< T extends number[], A extends number, Z extends number[] = [], R extends number[] = [] > = T['length'] extends R['length'] ? Z : FilterSmallerThan< T, A, SmallerThan<T[R['length']], A> extends true ? [...Z, T[R['length']]] : Z, [...R, 0] >;
优化Filter
Filter写的很重复了,将泛型作为参数传进去
重构数字的大小值比较
如何把泛型作为参数传入,然后在参数中限定...好问题
// 目标是实现这种 type Test<A extends number, T extends ?> = T<A>;
貌似不太行,那变个思路:
实现一个对象,每个键值对实现一个泛型,最后只需要传入这个对象的key来获取泛型,在参数的限定可以变成对key的限定,通过keyof 对象即可实现
type F<A extends number> = A; type Demo<A extends number> = { a: F<A>; } type Test<A extends number, T extends keyof Demo<number>> = Demo<A>[T]; type t1 = Test<1, 'a'>;
复用逻辑,将对应的泛型改成键值对
type Compare<A extends number, B extends number, T extends number[] = []> = { ['SmallerThan']: T['length'] extends A ? true : T['length'] extends B ? false : Compare<A, B, [...T, 0]>['SmallerThan']; ['LargerThan']: T['length'] extends A ? false : T['length'] extends B ? true : Compare<A, B, [...T, 0]>['LargerThan']; }
重构Filter
复用逻辑,将对应的泛型改成键值对,key需要手动传入
type Filter< T extends number[], A extends number, key extends keyof Compare<number, number>, Z extends number[] = [], R extends number[] = [], > = T['length'] extends R['length'] ? Z : Filter< T, A, key, Compare<T[R['length']], A>[key] extends true ? [...Z, T[R['length']]] : Z, [...R, 0] >;
实现快排
- 递归元组
- 元组长度小于等于1的时候返回自身
- 默认取第一项作为对比值
- 递归的参数通过filter和第一项比较
type UNSHIFT<T extends number[]> = T extends [number, ...infer U] ? U: []; // 快排 type QuickSort<T extends any[]> = T['length'] extends 0 | 1 ? T : [ ...QuickSort<Filter<UNSHIFT<T>, T[0], 'SmallerThan'>>, T[0], ...QuickSort<Filter<UNSHIFT<T>, T[0], 'LargerThan'>> ];
测试快排
type ARR1 = [5, 2, 4, 1, 0, 6]; type test1 = QuickSort<ARR1>; // [0, 1, 2, 4, 5, 6] type ARR2 = [3, 2, 7, 1, 0, 6, 9, 5, 8, 4]; type test2 = QuickSort<ARR2>; // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] type ARR3 = [1, 1, 0, 1, 1, 0, 0]; type test3 = QuickSort<ARR3>; // [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]
看起来一切正常,可以发现遗漏了负数
测试负数的时候问题出现了
因为最开始的大小值对比,是从0开始无限递归的
结束条件是命中其中一个数,然而负数是永远不会命中,这就是致命bug!
优化:负数
负数的判断
负数的特点:多了一个符号,也就是 '-',转换成字符串后拿第一个字符判断
type isFuShu<T extends number> = `${T}` extends `${infer P}${string}` ? P extends '-' : true : false; type i1 = isFuShu<6>; // false type i2 = isFuShu<-6>; // true
字符串转数字
但是这样拿到的是字符串,还要把字符串转成数字
和大小比较的逻辑一样
- 无限递归,每次循环创建新元组
- 元组长度(模板字符串) 等于 参数后结束递归,并返回元组长度
type ToNumber<S extends string, R extends number[] = []> = S extends `${R['length']}` ? R['length'] : ToNumber<S, [...R, 0]>;
获取负数的值
判断是负数后要拿到负数的值
- 和负数符号判断类似,获取除开符号之后的字符串,转数字
type GetFushu<T extends number> = `${T}` extends `${string}${infer U}` ? ToNumber<U> : 0;
完善获取绝对值
type GetAbs<T extends number> = isFuShu<T> extends true ? GetFushu<T> : T;
重构数字的大小比较
负数的对比和正数相反,且正数一定比负数大
- 非负数数直接比较
- 负数取反比较
- 非负数一定大于负数
type CompareV2<A extends number, B extends number, T extends number[] = []> = { ['SmallerThan']: T['length'] extends A ? true : T['length'] extends B ? false : CompareV2<GetAbs<A>, GetAbs<B>, [...T, 0]>['SmallerThan']; ['SmallerThanV2']: isFuShu<A> extends true ? (isFuShu<B> extends true ? CompareV2<A, B>['LargerThan'] : true) : (isFuShu<B> extends true ? false : CompareV2<A, B>['SmallerThan']); ['LargerThan']: T['length'] extends A ? false : T['length'] extends B ? true : CompareV2<GetAbs<A>, GetAbs<B>, [...T, 0]>['LargerThan']; ['LargerThanV2']: isFuShu<A> extends true ? (isFuShu<B> extends true ? CompareV2<A, B>['SmallerThan'] : false) : (isFuShu<B> extends true ? true : CompareV2<A, B>['LargerThan']); }
测试用例:
type h1 = CompareV2<-8, -6>['SmallerThanV2']; // true type h2 = CompareV2<8, -6>['SmallerThanV2']; // false type h3 = CompareV2<6, 8>['SmallerThanV2']; // true type h4 = CompareV2<-8, 6>['SmallerThanV2']; // true type i1 = CompareV2<-8, -6>['LargerThanV2']; // false type i2 = CompareV2<8, -6>['LargerThanV2']; // true type i3 = CompareV2<6, 8>['LargerThanV2']; // false type i4 = CompareV2<-8, 6>['LargerThanV2']; // false
重构快排
- 更换重构的泛型
type FilterV2< T extends number[], A extends number, key extends keyof CompareV2<number, number>, Z extends number[] = [], R extends number[] = [], > = T['length'] extends R['length'] ? Z : FilterV2< T, A, key, CompareV2<T[R['length']], A>[key] extends true ? [...Z, T[R['length']]] : Z, [...R, 0] >; // 快排 type QuickSortV2<T extends any[]> = T['length'] extends 0 | 1 ? T : [ ...QuickSortV2<FilterV2<UNSHIFT<T>, T[0], 'SmallerThanV2'>>, T[0], ...QuickSortV2<FilterV2<UNSHIFT<T>, T[0], 'LargerThanV2'>> ];
测试快排V2
type ARR4 = [-5, -2, -4, -1, 0, -6]; type test4 = QuickSortV2<ARR4>; // [-6, -5, -4, -2, -1, 0] type ARR5 = [-5, -2, 4, -1, 0, -6, 2, -3, 7]; type test5 = QuickSortV2<ARR5>; // [-6, -5, -3, -2, -1, 0, 2, 4, 7] type ARR6 = [3, -2, 7, -1, 0, -6, 9, -5, 8, -4]; type test6 = QuickSortV2<ARR6>; // [-6, -5, -4, -2, -1, 0, 3, 7, 8, 9]
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