TypeScript의 템플릿 리터럴 유형 익히기: 코드 안전성 및 표현력 향상

자, 템플릿 리터럴 유형을 사용하여 TypeScript에서 컴파일 타임 메타프로그래밍의 매혹적인 세계로 뛰어들어 보겠습니다. 이 강력한 기능을 사용하면 코드를 더욱 안전하고 표현력 있게 만들 수 있는 매우 멋진 유형 수준 마법을 만들 수 있습니다.

먼저, 템플릿 리터럴 유형이 정확히 무엇인가요? 이는 문자열 리터럴을 기반으로 새로운 유형을 조작하고 생성하는 방법입니다. 그것은 당신의 유형에 맞는 미니 프로그래밍 언어를 갖는 것과 같습니다. 꽤 깔끔하죠?

간단한 예부터 시작해 보겠습니다.

type Greeting<T extends string> = `Hello, ${T}!`;
type Result = Greeting<"World">; // "Hello, World!"

여기서 문자열을 가져와서 인사말로 묶는 유형을 만들었습니다. TypeScript 컴파일러는 컴파일 타임에 결과 유형을 파악합니다. 하지만 이는 단지 표면적인 내용일 뿐입니다.

템플릿 리터럴 유형을 사용하여 더 복잡한 변환을 생성할 수 있습니다. 예를 들어 snake_case를 camelCase로 변환하는 유형을 생성한다고 가정해 보겠습니다.

type SnakeToCamel<S extends string> = S extends `${infer T}_${infer U}`
  ? `${T}${Capitalize<SnakeToCamel<U>>}`
  : S;

type Result = SnakeToCamel<"hello_world_typescript">; // "helloWorldTypescript"

이 유형은 입력 문자열을 재귀적으로 변환하여 밑줄 뒤의 각 부분을 대문자로 표시합니다. 여기서 infer 키워드는 매우 중요합니다. 이를 통해 문자열의 일부를 새로운 유형 변수로 추출할 수 있습니다.

그런데 왜 거기서 멈추나요? 이러한 기술을 사용하여 유형 시스템 내에서 전체 DSL(도메인별 언어)을 구축할 수 있습니다. 유형이 안전한 SQL 쿼리 빌더를 생성한다고 상상해 보세요.

type Table = "users" | "posts" | "comments";
type Column = "id" | "name" | "email" | "content";

type Select<T extends Table, C extends Column> = `SELECT ${C} FROM ${T}`;
type Where<T extends string> = `WHERE ${T}`;

type Query<T extends Table, C extends Column, W extends string> = 
  `${Select<T, C>} ${Where<W>}`;

type UserQuery = Query<"users", "name" | "email", "id = 1">; 
// "SELECT name, email FROM users WHERE id = 1"

이 설정을 사용하면 유효한 테이블에서 유효한 열만 선택하고 모두 컴파일 타임에 확인됩니다. 열 이름을 잘못 입력하여 더 이상 런타임 오류가 발생하지 않습니다!

더 복잡한 유형 수준 계산을 구현하여 이를 더욱 발전시킬 수 있습니다. 기본적인 산술을 수행할 수 있는 유형을 만들어 보겠습니다.

type Digit = '0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7' | '8' | '9';
type AddDigits<A extends Digit, B extends Digit> = 
  // ... (implementation details omitted for brevity)

type Add<A extends string, B extends string> = 
  // ... (implementation details omitted for brevity)

type Result = Add<"123", "456">; // "579"

이 유형은 문자열로 표현되는 두 개의 숫자를 추가할 수 있습니다. 실제 구현은 매우 복잡하고 많은 조건부 유형과 재귀를 포함하지만 최종 결과는 순수한 컴파일 타임 마법입니다.

이러한 기술을 실제로 적용하는 방법 중 하나는 고급 양식 유효성 검사 스키마를 만드는 것입니다. 양식의 모양을 설명하는 유형을 정의하고 이를 사용하여 유효성 검사 규칙을 생성할 수 있습니다.

type Form = {
  name: string;
  email: string;
  age: number;
};

type ValidationRule<T> = T extends string
  ? "isString"
  : T extends number
  ? "isNumber"
  : never;

type ValidationSchema<T> = {
  [K in keyof T]: ValidationRule<T[K]>;
};

type FormValidation = ValidationSchema<Form>;
// { name: "isString", email: "isString", age: "isNumber" }

그런 다음 이 스키마를 사용하여 런타임 유효성 검사 코드를 생성하여 유효성 검사 논리가 항상 유형 정의와 일치하도록 할 수 있습니다.

템플릿 리터럴 유형을 사용하면 더욱 유연한 API를 만들 수도 있습니다. 이를 사용하여 적절한 유형 추론을 통해 메소드 체이닝을 구현할 수 있습니다.

type Chainable<T> = {
  set: <K extends string, V>(key: K, value: V) => Chainable<T & { [P in K]: V }>;
  get: () => T;
};

declare function createChainable<T>(): Chainable<T>;

const result = createChainable()
  .set("foo", 123)
  .set("bar", "hello")
  .get();

// result type: { foo: number, bar: string }

이 패턴을 사용하면 각 단계에서 축적된 속성을 추적하는 유형 시스템을 사용하여 객체를 단계별로 구축할 수 있습니다.

컴파일 타임 메타프로그래밍의 가장 강력한 측면 중 하나는 기존 유형을 기반으로 새로운 유형을 생성하는 기능입니다. 이를 사용하여 다른 유형을 유용한 방식으로 변환하는 유틸리티 유형을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 객체의 모든 속성을 선택 사항으로 만드는 유형을 만들어 보겠습니다. 단, 첫 번째 수준에서만 가능합니다.

type Greeting<T extends string> = `Hello, ${T}!`;
type Result = Greeting<"World">; // "Hello, World!"

이 유형은 최상위 속성을 선택 사항으로 만들지만 중첩된 개체는 변경되지 않습니다. TypeScript에 내장된 Partial 유형의 좀 더 미묘한 버전입니다.

또한 템플릿 리터럴 유형을 사용하여 더욱 표현적인 오류 메시지를 만들 수도 있습니다. 난해한 유형 오류가 발생하는 대신 개발자에게 정확한 문제를 안내할 수 있습니다.

type SnakeToCamel<S extends string> = S extends `${infer T}_${infer U}`
  ? `${T}${Capitalize<SnakeToCamel<U>>}`
  : S;

type Result = SnakeToCamel<"hello_world_typescript">; // "helloWorldTypescript"

이 기술은 사용자에게 명확한 피드백을 제공하는 것이 중요한 라이브러리 개발에 특히 유용할 수 있습니다.

또 다른 흥미로운 응용 프로그램은 유형이 안전한 이벤트 이미터를 만드는 것입니다. 템플릿 리터럴 유형을 사용하여 이벤트 이름과 해당 페이로드가 올바르게 일치하는지 확인할 수 있습니다.

type Table = "users" | "posts" | "comments";
type Column = "id" | "name" | "email" | "content";

type Select<T extends Table, C extends Column> = `SELECT ${C} FROM ${T}`;
type Where<T extends string> = `WHERE ${T}`;

type Query<T extends Table, C extends Column, W extends string> = 
  `${Select<T, C>} ${Where<W>}`;

type UserQuery = Query<"users", "name" | "email", "id = 1">; 
// "SELECT name, email FROM users WHERE id = 1"

이 설정을 통해 항상 올바른 페이로드 유형의 이벤트를 내보내고 수신할 수 있습니다.

템플릿 리터럴 유형을 사용하여 유형 수준 상태 시스템을 구현할 수도 있습니다. 이는 복잡한 작업 흐름이나 프로토콜을 모델링하는 데 매우 유용할 수 있습니다.

type Digit = '0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7' | '8' | '9';
type AddDigits<A extends Digit, B extends Digit> = 
  // ... (implementation details omitted for brevity)

type Add<A extends string, B extends string> = 
  // ... (implementation details omitted for brevity)

type Result = Add<"123", "456">; // "579"

이 상태 시스템은 유형이 완전히 안전합니다. 잘못된 전환을 허용하지 않으며 현재 상태를 정확하게 추적합니다.

결론적으로 TypeScript의 템플릿 리터럴 유형을 사용한 컴파일 타임 메타프로그래밍은 가능성의 세계를 열어줍니다. 이를 통해 우리는 더욱 표현력이 풍부하고 유형이 안전하며 자체 문서화되는 코드를 만들 수 있습니다. 오류를 조기에 포착하고, 더 나은 개발자 경험을 제공하고, 유형에 따라 코드를 생성할 수도 있습니다. 이러한 기술은 복잡할 수 있지만 강력하고 유연한 시스템을 구축하기 위한 강력한 도구를 제공합니다. 모든 고급 기능과 마찬가지로 신중하게 사용하는 것이 중요합니다. 때로는 간단한 솔루션이 유지 관리가 더 용이할 때도 있습니다. 그러나 잘 사용하면 컴파일 타임 메타프로그래밍은 TypeScript 코드의 품질과 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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