التضييق Narrowing

النبذة

هنا يصير المُبرهِن حيّاً. حتى الآن عاملنا النوع كثابتٍ ملتصق بالمتغيّر. الحقيقة أعمق وأجمل: نوع المتغيّر يتغيّر من سطرٍ لآخر بحسب ما تُثبته عنه أكواد الفحص. المترجم يقرأ منطق برنامجك — if, typeof, ===, return — ويُحدّث، عند كل نقطة، أصغرَ مجموعةٍ يمكن أن تكون القيمة فيها هنا. هذا تحليل تدفّق التحكّم (control-flow analysis)، وهو ما يجعل الاتحادات قابلة للاستعمال. إنه أيضاً أقرب ما تراه لـ "المترجم يفكّر مثلك".

اللغز المستفزّ

ثلاثة مقاطع. في كلٍّ، اسأل: ما نوع x عند السطر المُعلَّم؟ ولماذا تغيّر عمّا أُعلِن؟

typescript
function a(x: string | number) {
  if (typeof x === "string") {
    x;            // (1) النوع هنا؟
  } else {
    x;            // (2) النوع هنا؟
  }
}

function b(x: string | null) {
  if (x === null) return;
  x;              // (3) النوع هنا؟ (لاحظ: عُدنا مبكراً)
}

function c(x: string | number | boolean) {
  if (typeof x === "string") return;
  if (typeof x === "number") return;
  x;              // (4) النوع هنا؟ بقي طرفٌ واحد...
}

اللغز الحقيقي خلف هذا: المترجم لم يُشغّل برنامجك (الأنواع تُمحى، لا يوجد تنفيذ). فكيف "عرف" أن x نصٌّ داخل if؟ هو لم يرَ القيمة. ماذا يقرأ بالضبط ليطرح {أرقام} من المجموعة عند فرع else؟

الدرس

الفكرة المركزية: التضييق = طرحٌ من المجموعة موجَّهٌ بالمنطق

المُبرهِن لا يعرف القيمة، لكنه يعرف شيئاً قوياً: معنى الفحوص. إنه يحمل جدولاً داخلياً: "التعبير typeof e === 'string' صحيحٌ ⟺ قيمة e في مجموعة string". هذه حقيقةٌ مبرهَنة عن JavaScript نفسها، مُرمَّزة داخل المترجم. فحين يرى:

typescript
if (typeof x === "string") { /* فرع A */ } else { /* فرع B */ }

يستدلّ: "داخل فرع A، الشرط صادق، فـ x بالضرورة في string. وداخل فرع B، الشرط كاذب، فـ x بالضرورة ليست في string — أي مجموعتها الأصلية ناقص string."

طبّق على اللغز الأول، x: string | number:

• فرع A: (string | number) ∩ string = string. نوع x = string. ✅ (1)
• فرع B: (string | number) − string = number. نوع x = number. ✅ (2)

التضييق إذاً عمليّتا مجموعات بسيطتان — تقاطع في الفرع الموجب، طرح في الفرع السالب — موجَّهتان بدلالة الفحص. لا سحر؛ جبر مجموعات يقوده المترجم باستعمال معرفته بمعنى كل بنية فحص في JavaScript.

تدفّق التحكّم: النوع دالة في الموضع، لا في المتغيّر

اللغز (3) يكشف الأعمق. لا يوجد else، فقط return مبكر:

typescript
function b(x: string | null) {
  if (x === null) return;   // إن كانت null، غادرنا
  x;                        // فأي تدفّق يصل هنا أزال احتمال null
}

المترجم يبني رسم تدفّق (flow graph) لبرنامجك: ما المسارات التي تصل لكل نقطة؟ السطر الأخير يصله فقط المسار الذي لم يدخل return، أي حيث x !== null. فعند ذلك الموضع، يطرح {null}: النوع string.

أدوات التضييق — كلٌّ "مُثبِتٌ" يعرف المترجم دلالته

كل أداة هنا ليست قاعدة منفصلة تحفظها، بل تعبير JavaScript يعرف المترجم بأي مجموعة يربطه:

لاحظ نمطاً: كل أداة هي تعبير حقيقي يعمل وقت التشغيل (typeof فعلٌ في JavaScript). التضييق ليس بناءً خاصاً بـ TypeScript؛ إنه قراءة المترجم لمعنى كود JavaScript عادي. هذا أحد أعمق الجمال في التصميم: التحقّق وقت الترجمة يتزامن تماماً مع الفحص وقت التشغيل، لأن كليهما يستعملان نفس التعبير.

Discriminated Unions: ذروة الجمع بين الإقليم ٣ والإقليم ٤

الآن نوحّد كل ما بنيناه في أقوى نمطٍ نمذجة في اللغة. خذ كائنات لها حقلٌ "علامة" حرفية مشتركة:

typescript
type Shape =
  | { kind: "circle"; radius: number }
  | { kind: "square"; side: number }
  | { kind: "rect"; w: number; h: number };

الحقل kind نوعه حرفيٌّ مختلف في كل عضو ("circle" vs "square" vs "rect"). هذه العلامة المُميِّزة (discriminant). فحصها يضيّق الاتحاد كلّه إلى عضوٍ واحد، لأن المترجم يعرف أن kind === "circle" تستبعد كل عضوٍ علامته ليست "circle":

typescript
function area(s: Shape): number {
  switch (s.kind) {
    case "circle": return Math.PI * s.radius ** 2;  // s هنا: عضو circle فقط
    case "square": return s.side ** 2;              // s: square فقط
    case "rect":   return s.w * s.h;                // s: rect فقط
  }
}

داخل case "circle"، الوصول s.radius آمن — رغم أن radius غير موجودة على بقية الأعضاء — لأن s ضُيِّقت لمجموعة عضوٍ واحد. هذا يحلّ، بأناقة وبسلامة كاملة، ما كان في JavaScript نمطاً هشّاً من if (obj.type === ...) بلا أي ضمان.

إغلاق دائرة never: التحقّق من الشمول

هنا يلتقي خيطان زرعناهما: never من الإقليم ٢، وهذا النمط. أضف الفرع الأخير:

typescript
function area(s: Shape): number {
  switch (s.kind) {
    case "circle": return Math.PI * s.radius ** 2;
    case "square": return s.side ** 2;
    case "rect":   return s.w * s.h;
    default:
      const _exhaustive: never = s;   // ← الحارس
      throw new Error("unreachable");
  }
}

اشتقّ لماذا هذا عبقري، لا تحفظه: بعد معالجة كل الأعضاء الثلاثة، أي قيمةٍ تصل default؟ المجموعة أُفرِغت بالكامل عبر التضييق المتتالي، فنوع s هنا هو المجموعة الخالية = never. وإسناد never إلى never يصحّ. لكن لو أضاف زميلك غداً عضواً رابعاً { kind: "triangle"; ... } ونسي case له، فلن تُفرَغ المجموعة: يصل default نوعُ s = { kind: "triangle" }، وإسناده إلى never يُرفض (لأن {...} ⊄ ∅). فينفجر المترجم عند _exhaustive قائلاً "هذا ليس never".

حين تحتاج أن "تشهد" بنفسك: type predicates

أحياناً منطق التضييق معقّد لدرجة لا يستنتجها المترجم تلقائياً، فتغلّفه في دالة. المشكلة: دالة تُرجع boolean عاديّة لا تضيّق شيئاً عند المُستدعي. الحل: مُسنِد نوع (type predicate) بصيغة x is T:

typescript
function isString(x: unknown): x is string {
  return typeof x === "string";
}

function use(v: unknown) {
  if (isString(v)) {
    v.toUpperCase();   // ✅ المترجم ضيّق v إلى string بناءً على "شهادة" الدالة
  }
}

x is string تقول للمترجم: "إن أعادت هذه الدالة true، فاعتبر الوسيط في مجموعة string." انتبه للثمن: المترجم يصدّق شهادتك دون تحقّق — لو كذبت في جسم الدالة (أعدت true لقيمةٍ ليست نصاً)، انكسرت السلامة بصمت. المُسنِد نقطة ثقةٍ يدوية، أقرب الأقارب لـ any في الخطورة. استعمله حين يلزم، واحذر أن تكذب فيه.

(قريبٌ منه assertion functions بصيغة asserts x is T، التي تضيّق بعد استدعائها بدل if. اربطها ذهنياً بنفس الفكرة: أنت تُعلِم المُبرهِن بحقيقةٍ لا يستطيع برهانها وحده.)

اللغز / التمرين

typescript
function f(x: string | number | null | undefined) {
  if (x == null) return;           // == تلتقط null و undefined معاً — لماذا؟
  x;                                // (1)
  if (typeof x === "number") {
    x;                              // (2)
  } else {
    x;                              // (3)
  }
}

typescript
function g(x: string | number) {
  let y = x;
  if (typeof x === "string") {
    x.toUpperCase();   // يمرّ؟
    y.toUpperCase();   // يمرّ؟  ← انتبه: y نُسخت قبل الفحص
  }
}

الخلاصة — وصلٌ في الشجرة