型システムの壁を突破せよ！TypeScriptで多重型シグネチャとユニオン型を駆使する魔法のテクニック

2024-05-16

TypeScriptにおける多重型シグネチャとユニオン型

多重型シグネチャは、同じ名前のメンバーに対して複数の型定義を指定するものです。各型シグネチャは、引数とその戻り値の型を定義します。TypeScriptコンパイラは、呼び出し側の引数の型に基づいて、どの型シグネチャが適用されるかを決定します。

例：

function add(x: number, y: number): number;
function add(x: string, y: string): string;

const result1 = add(10, 20); // number型
const result2 = add("hello", "world"); // string型

この例では、add 関数は、2つの数値引数を受け取って数値を返す型シグネチャと、2つの文字列引数を受け取って文字列を返す型シグネチャを持っています。呼び出し側の引数の型に応じて、対応する型シグネチャが適用されます。

ユニオン型は、複数の型を組み合わせた型です。これは、その値が複数の型のいずれかであることを意味します。TypeScriptコンパイラは、ユニオン型を使用して、値の型安全性に関する警告やエラーを抑制することができます。

let value: number | string;

value = 10; // number型
value = "hello"; // string型

この例では、value 変数は、数値型または文字列型のいずれかであるユニオン型を持っています。これは、value 変数に数値または文字列を代入できることを意味します。

多重型シグネチャとユニオン型を組み合わせることで、さらに柔軟な型システムを実現することができます。

function multiply(x: number | string, y: number): number | string {
  if (typeof x === "number" && typeof y === "number") {
    return x * y;
  } else if (typeof x === "string" && typeof y === "number") {
    return x.repeat(y);
  } else {
    throw new Error("Invalid arguments");
  }
}

const result1 = multiply(10, 2); // number型
const result2 = multiply("hello", 3); // string型

この例では、multiply 関数は、数値型または文字列型の引数を受け取り、数値型または文字列型の値を返すユニオン型を持っています。関数は、引数の型に応じて、数値の乗算または文字列の繰り返しを実行します。

多重型シグネチャとユニオン型は、TypeScriptにおける強力な型システム機能です。これらの機能を組み合わせることで、柔軟で型安全なコードを書くことができます。

参考文献

TypeScriptにおける多重型シグネチャとユニオン型のサンプルコード

例1：多重型シグネチャを使用した関数

function add(x: number, y: number): number;
function add(x: string, y: string): string;

function add(x: number | string, y: number | string): number | string {
  if (typeof x === "number" && typeof y === "number") {
    return x + y;
  } else if (typeof x === "string" && typeof y === "string") {
    return x + y;
  } else {
    throw new Error("Invalid arguments");
  }
}

const result1 = add(10, 20); // number型: 30
const result2 = add("hello", "world"); // string型: "helloworld"

例2：ユニオン型を使用した変数

この例では、value 変数は、数値型または文字列型のいずれかであるユニオン型を持っています。

let value: number | string;

value = 10; // number型
console.log(value.toFixed(2)); // 10.00

value = "hello"; // string型
console.log(value.toUpperCase()); // HELLO

例3：多重型シグネチャとユニオン型の組み合わせ

function multiply(x: number | string, y: number): number | string {
  if (typeof x === "number" && typeof y === "number") {
    return x * y;
  } else if (typeof x === "string" && typeof y === "number") {
    return x.repeat(y);
  } else {
    throw new Error("Invalid arguments");
  }
}

const result1 = multiply(10, 2); // number型: 20
const result2 = multiply("hello", 3); // string型: "helllohelllohello"

これらの例は、多重型シグネチャとユニオン型を組み合わせることで、柔軟で型安全なTypeScriptコードを書くことができることを示しています。

他のプログラミング言語における多重型シグネチャとユニオン型

C++では、テンプレートを使用して多重型シグネチャとユニオン型を実現することができます。テンプレートは、型パラメータを使用して、汎用的なコードを書くことができます。

template <typename T>
T add(T x, T y) {
  return x + y;
}

int result1 = add(10, 20); // int型: 30
std::string result2 = add("hello", "world"); // std::string型: "helloworld"

この例では、add テンプレート関数は、2つの引数を受け取って値を返す型パラメータを持っています。テンプレート関数は、引数の型に応じて、数値の加算または文字列の連結を実行します。

public class Add {

  public static <T extends Number> T add(T x, T y) {
    return x.doubleValue() + y.doubleValue();
  }

  public static <T extends String> T add(T x, T y) {
    return x + y;
  }

  public static void main(String[] args) {
    int result1 = Add.add(10, 20); // int型: 30
    String result2 = Add.add("hello", "world"); // String型: "helloworld"
  }
}

この例では、Add クラスには、2つのジェネリックメソッド add があります。それぞれのメソッドは、2つの引数を受け取って値を返す型パラメータを持っています。ジェネリックメソッドは、引数の型に応じて、数値の加算または文字列の連結を実行します。

Pythonでは、ダックタイピングを使用して多重型シグネチャとユニオン型を実現することができます。ダックタイピングは、オブジェクトの型ではなく、オブジェクトのメソッドや属性に基づいてオブジェクトを操作するプログラミングパラダイムです。

def add(x, y):
  if isinstance(x, int) and isinstance(y, int):
    return x + y
  elif isinstance(x, str) and isinstance(y, str):
    return x + y
  else:
    raise TypeError("Invalid arguments")

result1 = add(10, 20)  # int型: 30
result2 = add("hello", "world")  # str型: "helloworld"