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：

1. 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<{ [Q in P]: T[P] }, { -readonly [Q in P]: T[P] }, P>
   }[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。

2. 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>;
   type DeepWritableMap = Map>;
   type DeepWriableSet = Set>;
   
   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（?）。

type DeepWritableRecord1 = {
  // 使用 Pick> 来保留可选性
  [K in keyof Pick>]: DeepWritable1
}

// 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<{ [Q in P]: T[P] }, { -readonly [Q in P]: T[P] }, P>
}[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> : never // 然后提取K, V并递归处理V
  )
  : T extends Set ? Set> // 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> 来筛选可写键并保留其可选性
  [K in keyof Pick>]: DeepWritable1
}

class Base {
  // set 方法接受一个 Partial> 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>) {
    // 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); // Alice
console.log(record.age);  // 30
console.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