TypeScript で型を使って安全なソフトウェアを開発するために色々試行錯誤している話です。

1. TypeScript で型を上手く使う試み
株式会社coroutine 東川 諒央
featuring ChatGPT and GitHub Copilot

2. 自己紹介
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TypeScript の型
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TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
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型とは
2
5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

3. 自己紹介
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株式会社 coroutine
東川 諒央
@biwakonbu
大学教員 ゲームバックエンド フリーランス
経歴
Ruby Python JavaScript
実績言語
PHP
技術顧問 エンジニア教育
業務
設計 プログラミング インフラ
etc…
Rust Haskell TypeScript
学習中言語

4. 自己紹介
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TypeScript の型
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TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
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型とは
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5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

5. 型とは
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❏ メモリ上のデータの構造や意味を定義する仕組み
❏ コンピュータで扱うことが出来るデータの種類を定義
❏ 同一の型では、同じ演算が適用できる
❏ 型の仕組みとしては、動的型と静的型がある
❏ 利用目的
❏ プログラムの正しさを保証するため：型システムは、型の整合性を確認することで、実行時エ
ラーや予期しない動作を事前に防止することができる。
❏ コードの可読性を高めるため：型付きのプログラムは、変数や関数の役割や目的を明確に示す
ことができるため、理解しやすくなる。
❏ デバッグやリファクタリングの効率化：型付きのプログラムは、コンパイルエラーが起きること
で、問題の特定や修正が容易になる。

6. 型とは - 動的型と静的型
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❏ 動的型
❏ データの型をプログラム実行時に評価する。
❏ 実行前に決定出来ないため、型違いによるエラーは実行時に実際に評価する事で発生する
❏ 実行前の事前計算が不要な為、実装 -> 実行 -> 修正のイテレーションが早くできる

7. 型とは - 動的型と静的型
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❏ 静的型
❏ 事前にコンパイルする事で実行する前に型違いなどに起因するエラーが発見できる
❏ 理論的に発生し得る問題を検出できるため、比較的安全なソフトウェアが開発できる
❏ コンパイル待ちが段々辛くなる

8. 自己紹介
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TypeScript の型
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TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
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型とは
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5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

9. TypeScript の型
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❏ 構造的部分型
TypeScriptは構造的部分型を採用しており、オブジェクトの型が同じであれば
互換性があると判定される。 JavaScriptの既存のコードとの互換性が高く、
型の厳密さを調整することができる。
“ 構造的部分型は実際のデータ構造に着目した型付けとなる “

10. TypeScript の型 - 構造的部分型の例 : type にも置き換えられる
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SubType

11. TypeScript の型 - 構造的部分型の例 : 継承利用
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SubType

12. 自己紹介
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TypeScript の型
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TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
4
型とは
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5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

13. TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
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❏ コードの安全性について色々考え中
❏ 今年から実用を踏まえた上でRust, Haskell に本格的に入門しました
❏ 安全性を高めるためには型システムへの理解が必要という考え
❏ 学術的価値と実用的価値との距離
❏ エコシステムが成熟していないと実用に耐えないため、検討中
❏ TypeScript は高度に型を扱える言語で、ライブラリと合わせる事で強固に
❏ Rust は言語レベルで強力な安全性を提供、実用面も増えてきた
❏ Haskell は... WEB 領域では多分悟りを開くための言語でストップしそう
❏ Haskell は学術的な話が言語文化的に多いので文献のために入門という感じ
❏ 型レベルプログラミング(Type-level programming)
と代数的データ型 (Algebraic Data Types) の理解が目的

14. 自己紹介
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TypeScript の型
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TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
4
型とは
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5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

15. 型レベルプログラミングと代数的データ型
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❏ 型レベルプログラミング
❏ 型システムを利用して型をプログラムの値として操作する手法
❏ 型を定義、組み合わせ、操作によって実現する
❏ コンパイル時の型検査によるチェックを厳密に行い、未来にエラーが発生する可能性のある処
理を検出する
❏ コンパイル処理の為ランタイムに影響を与えない
❏ 代数的データ型
❏ 複数の値を組み合わせた型を定義できる
❏ 独自のデータ型も定義できる
❏ 値のパターンマッチによる場合分けに対する処理が定義できる
違い：型同士の組み合わせによって新しい型を生成するのが型レベルプログラミング。
型と値によって新しい型を生成するのが代数的データ型という現状の理解。

16. 型レベルプログラミングと代数的データ型 - TS で API を叩く例
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17. 型レベルプログラミングと代数的データ型 - 型を厳密に付けた場合
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18. 型レベルプログラミングと代数的データ型 - 型を厳密に付けた場合
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19. 型レベルプログラミングと代数的データ型
5
❏ 記述が圧倒的に増えている(10行くらいで書けたコードが100行近くに)
❏ 型を付けまくるというのは定義が非常に多くなり、型の理解が難解になる
❏ ただし、本来存在する難しさが隠蔽されているだけで向かい合う必要はある
❏ テストコードを書いたりするとコードが肥大化するのと同じ現象
❏ 書いた体験談
❏ 型を解決する際に不可解な解決方法が出てくる場合がある
❏ その時は全て自分の目の前の型への不理解が原因
❏ fetch API の戻り値に Result 型を導入する時に結構困った
❏ ChatGPT に聞きながら Copilot でサジェスト貰いながら調査で理解できた
❏ JS / TS は Promise のせいで無闇に難しくなる制御がでてくるので型解決できると
コンパイル時 (やエディタのリント) でエラーが検出できる
❏ 型付けによるエディタ / IDE がプロダクトに特化する感じが非常に体感として良かった

20. 自己紹介
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TypeScript の型
3
TypeScript で安全性を高めるコードをどう書くか？
4
型とは
2
5 型レベルプログラミングと代数的データ型
6 まとめ

21. まとめ
6
❏ 型レベルプログラミングは毒でもあり薬でもある
❏ チーム内の理解レベルが離れすぎてると偏重主義は良くない感じは正直ある
❏ 全員が同様のレベルで、堅牢なシステムを書く場合には非常に優位な仕組み
❏ TypeScript は型の扱いの振り幅が大きい
❏ とりあえず使う場合は型の厳密性は低く、
ランタイム時でしか発見できないエラーケースはそれなりに発生する
❏ 緻密に構築された型は非常に堅牢だが、変更容易性は低くなる
(ちょっと変更した場合に連鎖して変更しないとコンパイルが通らないなど )
❏ プロダクト序盤は厳密性を求めず、安定性が欲しくなるフェーズで
型情報をリライトしていくのは結構ありかもしれない

22. 書籍宣伝 (Types-and-Programming-Language)

23. 記事を書く際に見てた参考記事
- 型について (型といえば Haskell)
- 純粋関数型言語の３つの特徴
- TypeScript と型と型が存在する事で嬉しい事
- TS の型とは何か (構造的部分型)
- TS の型について
- TypeScriptの型入門 - Qiita
- TypeScriptの型初級 - Qiita
- TypeScriptで | を使わずにユニオン型を得る方法大全 - Qiita
- TypeScriptで学ぶ代数的データ型
- 型レベルプログラミング
- An Introduction to Type Level Programming
- GitHub - gvergnaud/type-level-typescript-workshop: Interactive exercises to get familiar with
TypeScript's most advanced features
- An introduction to type programming in TypeScript
- Documentation - TypeScript for Functional Programmers

24. おわり
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