ジェネリクス関数で引数の制約はできるが、関数内で引数を合成して得られる値は動的解析するしかない

ことの発端

思えば当たり前なのだが、久々に小一時間ハマった。（実際は３時間）
最近歳のせいか、鈍った自分へ喝をいれるため投稿。

具体例

function test<T, K extends keyof T>(
  data: T,
  key: T[K] extends string ? K : never,
) {
  const x: string = data[key]; // error: 残念（泣）
}

interface X {
  s: string;
  n: number;
}

const x: X = {s: 'string', n: 1};

test(x, 's');
test(x, 'n'); // error: 期待通り

説明

• test() は第１引数にオブジェクト T、第２引数にオブジェクトのプロパティ K を渡すことを想定
• オブジェクトのプロパティ T[K] の 【 値 】 は string のみにしたいことを表明するため key: T[K] extends string ? K : never として制約
• test(x, 'n') がエラーとなりハッピー
• ところが、test() 内で data[key] が string として認識しない

Type 'T[T[K] extends string ? K : never]' is not assignable to type 'string'.
  Type 'T[K]' is not assignable to type 'string'.
    Type 'T[keyof T]' is not assignable to type 'string'.
      Type 'T[string] | T[number] | T[symbol]' is not assignable to type 'string'.
        Type 'T[string]' is not assignable to type 'string'.ts(2322)

つまり

呼び出し時は test() の第２引数を制約することはできるけど、制約された data と key を使って得られる値には制約が及ばない。
ここで as を使いたくないのであれば、実行コストがかかるが typeof を使わないといけない。

【対応１】asに負ける

function test<T, K extends keyof T>(
  data: T,
  key: T[K] extends string ? K : never,
) {
  const x: string = data[key] as string;
}

【対応２】asに屈しない

function test<T, K extends keyof T>(
  data: T,
  key: T[K] extends string ? K : never,
) {
  const x = data[key];
  if(typeof x !== 'string') {
    throw new Error('Invalid type');
  }
  // x は string 型
}

しっかり型管理されているのであれば 【対応1】 で良いと思う。しかしながら、型管理されているということは極論 as なんか使わずに型を伝搬し続けることを意味するので、コード上に as が登場するのは異常事態¹であるので、相当なコメントを書くなどして、この as の正当性をしっかりと説明する必要がある²。
また、データが外部から与えられた動的なものの可能性がある場合、パフォーマンスを考えるより堅牢性を考え 【対応２】になる。

1. WebAPIとかで得られるJSONのように型が無い世界からデータをお迎えする場合は異常事態ではないが、かなり気を遣う場面であることには違いない。 ↩

2. とは言え、そんなコメントを書いても as を平然と書く輩がいると、そう遠くない未来にプロジェクトは炎上か破綻する。まぁ、ESLintや husky で抑止はできるけど、本質的な問題を理解していないと誰も幸せになりません。 ↩