# 类型系统定义 - 自然语言实现规范

## 1. 模块概述

- **功能定位**: 定义Claude Code全系统的TypeScript类型定义，确保类型安全和开发体验
- **核心职责**: 提供严格的类型约束、智能代码提示、编译时错误检测和接口一致性保障
- **设计目标**: 实现100%类型覆盖、0运行时类型错误、极致的开发者体验和可维护的类型系统

## 2. 接口定义

### 2.1 输入接口
- **typeName**: string, 类型名称, 必须符合PascalCase命名规范, 长度3-50字符
- **typeCategory**: enum, ["core", "agent", "tool", "ui", "config"], 必填, 无默认值
- **genericParams**: TypeParameter[], 泛型参数定义, 可选, 默认空数组
- **inheritanceChain**: string[], 继承链定义, 可选, 默认空数组

### 2.2 输出接口
- **正常返回**: TypeDefinition对象, 包含name、definition、exports、documentation字段
- **异常返回**: 类型错误码2001-2020, 包含详细的类型检查失败信息和修复建议
- **性能指标**: 类型检查延迟<100ms, 类型提示响应<50ms, 编译时间<5秒

## 3. 核心逻辑

### 3.1 主要处理流程
1. **类型定义解析**: 解析TypeScript语法、提取类型信息、构建类型依赖图
2. **类型验证**: 循环依赖检测、泛型约束验证、接口兼容性检查
3. **类型推导**: 自动类型推导、泛型实例化、联合类型简化
4. **类型导出**: 生成.d.ts文件、创建类型索引、构建文档
5. **类型缓存**: 缓存复杂类型计算结果、增量类型检查、热更新支持
6. **错误报告**: 友好的错误信息、修复建议、相关文档链接

### 3.2 关键算法
- **类型推导算法**: Hindley-Milner类型推导，支持高阶类型和依赖类型，推导成功率>99%
- **泛型实例化算法**: 基于约束求解的泛型参数推导，支持多重约束和条件类型
- **类型兼容性算法**: 结构化类型兼容性检查，支持协变、逆变和双变性

## 4. 状态管理

### 4.1 内部状态
- **typeRegistry**: Map<string, TypeDefinition>, 全局类型注册表, 初始值包含基础类型
- **dependencyGraph**: Map<string, Set<string>>, 类型依赖关系图, 初始值空Map
- **compilationCache**: Map<string, CompilationResult>, 编译结果缓存, 初始值空Map
- **genericInstances**: Map<string, TypeInstance>, 泛型实例化缓存, 初始值空Map

### 4.2 持久化
- **存储方式**: TypeScript .d.ts声明文件 + JSON元数据文件
- **缓存策略**: 基于文件修改时间的增量编译，编译结果内存缓存，模块级别的依赖追踪
- **数据一致性**: 类型版本控制，向后兼容性检查，破坏性变更检测

## 5. 异常处理

### 5.1 异常分类
- **类型定义错误**: 错误码2001, 语法错误或不完整定义，提供语法修复建议
- **循环依赖错误**: 错误码2002, 类型之间存在循环引用，自动重构建议
- **泛型约束错误**: 错误码2003, 泛型参数不满足约束条件，详细约束分析
- **兼容性错误**: 错误码2004, 类型不兼容导致的赋值错误，兼容性路径建议

### 5.2 监控日志
- **关键监控点**: 类型检查时间(P99<200ms)、编译成功率(>99.5%)、类型错误数量(<10/1000行)
- **日志记录**: DEBUG级别记录类型推导过程，INFO级别记录编译统计，ERROR级别记录类型错误
- **告警机制**: 类型错误增长>20%触发告警，编译时间>10秒触发性能告警

## 6. 性能要求

- **响应时间**: 类型检查平均50ms，99%分位数200ms，IDE集成延迟<100ms
- **并发处理**: 支持多文件并行类型检查，最大50并发编译任务
- **资源限制**: 内存占用<200MB，CPU使用率<30%，磁盘I/O<50MB/s

## 7. 安全考虑

- **权限控制**: 类型定义文件只读权限，防止恶意类型注入
- **数据安全**: 敏感数据类型标记，编译时敏感信息检测和清理
- **攻击防护**: 类型定义复杂度限制，防止类型系统DoS攻击

## 8. 依赖关系

### 8.1 上游依赖
- **TypeScript编译器**: 使用typescript包进行类型检查和编译
- **配置系统**: 读取TypeScript配置和编译选项
- **文件系统**: 读取源码文件和类型定义文件

### 8.2 下游调用
- **所有模块**: 为整个系统提供类型定义和类型检查
- **开发工具**: 为IDE提供类型信息和智能提示
- **构建系统**: 为构建工具提供类型验证和优化信息

## 9. 测试验证

### 9.1 单元测试
- **基础类型测试**: 原始类型、数组类型、对象类型、函数类型定义正确性
- **高级类型测试**: 泛型、联合类型、交叉类型、映射类型、条件类型
- **类型推导测试**: 自动类型推导、泛型推导、上下文类型推导
- **覆盖率要求**: 类型定义覆盖率100%，类型测试用例覆盖率>95%

### 9.2 集成测试
- **跨模块类型兼容性**: 不同模块间类型传递和转换正确性
- **版本兼容性测试**: 类型定义升级后的向后兼容性
- **性能压力测试**: 大型项目的类型检查性能和内存使用

## 10. AI编译器指令

- **实现语言**: Pure TypeScript，使用最新TypeScript特性和严格模式
- **代码风格**: 严格的类型定义，详细的JSDoc注释，export/import统一规范
- **第三方库**: typescript(编译器)、@types/node(Node.js类型)、utility-types(工具类型)
- **部署方式**: npm包发布，版本语义化，自动化类型检查CI/CD集成

## 特定实现要求

### 核心类型定义结构
```typescript
// Agent相关类型
export interface AgentExecutionContext {
  sessionId: string;
  parentContext?: AgentExecutionContext;
  abortController: AbortController;
  tools: Tool[];
  readFileState: FileStateManager;
  permissions: PermissionContext;
}

export interface AgentMessage {
  id: string;
  type: 'user' | 'assistant' | 'system' | 'tool_result';
  content: MessageContent[];
  timestamp: number;
  metadata?: Record<string, unknown>;
}

// 工具相关类型
export interface Tool<TInput = unknown, TOutput = unknown> {
  name: string;
  description: string | ((tools: Tool[]) => Promise<string>);
  inputSchema: JSONSchema;
  call: (input: TInput, context: ToolExecutionContext) => AsyncGenerator<ToolResult<TOutput>, void, unknown>;
  validateInput?: (input: TInput, context: ValidationContext) => Promise<ValidationResult>;
  isReadOnly: () => boolean;
  isConcurrencySafe: (input?: TInput) => boolean;
  isEnabled: () => boolean;
}

// 消息队列类型
export interface MessageQueue<T = unknown> {
  enqueue: (item: T) => Promise<void>;
  dequeue: () => Promise<T | null>;
  peek: () => Promise<T | null>;
  size: () => number;
  isDone: boolean;
  setDone: () => void;
}

// 配置类型
export interface Configuration {
  model: ModelConfig;
  resource: ResourceConfig;
  permission: PermissionConfig;
  ui: UIConfig;
}

// 实时Steering类型
export interface SteeringEvent {
  type: 'interrupt' | 'guidance' | 'mode_change' | 'abort';
  payload: unknown;
  timestamp: number;
  source: 'user' | 'system' | 'agent';
}
```

### 类型系统管理器
```typescript
export class TypeSystemManager {
  private typeRegistry: Map<string, TypeDefinition>;
  private compilationCache: Map<string, CompilationResult>;
  
  async validateTypes(sourceCode: string): Promise<ValidationResult>;
  async generateDeclarations(sourceFiles: string[]): Promise<DeclarationFile[]>;
  async checkCompatibility(oldTypes: TypeDefinition[], newTypes: TypeDefinition[]): Promise<CompatibilityReport>;
  getTypeInformation(typeName: string): TypeInformation | null;
  subscribeToTypeChanges(callback: (changes: TypeChange[]) => void): () => void;
}
```

### 高级类型工具
实现条件类型、映射类型、模板字面量类型等高级TypeScript特性，提供强大的类型操作和转换能力，确保类型系统的表达力和灵活性。