Exclude, Extract e NonNullable em TypeScript explicados

Exclude<T, U> remove membros de um union type, Extract<T, U> mantém só os membros que combinam, e NonNullable<T> remove null e undefined. Os três filtram unions; eles não mexem em propriedades de objetos.

type Status = "draft" | "review" | "published" | "archived";

type Visible = Exclude<Status, "draft" | "archived">; // "review" | "published"
type Editable = Extract<Status, "draft" | "review">;   // "draft" | "review"

const shown: Visible[] = ["review", "published"];
const editing: Editable = "draft";
console.log(shown, editing); // [ 'review', 'published' ] draft

// @ts-expect-error: Type '"draft"' is not assignable to type 'Visible'.
const bad: Visible = "draft";

Como todo utility type, eles existem só em tempo de compilação. A última linha é rejeitada pelo compilador; o JavaScript que roda não faz ideia do que é Visible.

Exclude, Extract e NonNullable em resumo

"Atribuível a U" é a expressão-chave. U não precisa ser uma lista de membros exatos; pode ser um tipo mais amplo em que vários membros se encaixam:

type Input = string | number | boolean | (() => void) | null;

type Primitive = Exclude<Input, (() => void) | null>; // string | number | boolean
type Callable = Extract<Input, (...args: never[]) => unknown>; // () => void
type Present = NonNullable<Input>; // string | number | boolean | (() => void)

const values: Primitive[] = ["a", 1, true];
const run: Callable = () => console.log("called");
const p: Present = 42;

run();
console.log(values, p); // [ 'a', 1, true ] 42

Selecionando membros de uma union pelo formato

Em uma discriminated union, Extract com um formato parcial tira as variantes que têm esse formato. Esse é o jeito habitual de dar nome a uma variante de uma union que você não escreveu:

type AppEvent =
    | { type: "click"; x: number; y: number }
    | { type: "key"; key: string }
    | { type: "scroll"; delta: number };

type ClickEvent = Extract<AppEvent, { type: "click" }>;
type NonClickEvent = Exclude<AppEvent, { type: "click" }>;

function handleClick(e: ClickEvent): string {
    return `click at ${e.x},${e.y}`; // x and y are available
}

function describe(e: NonClickEvent): string {
    return e.type === "key" ? `key ${e.key}` : `scroll ${e.delta}`;
}

console.log(handleClick({ type: "click", x: 10, y: 20 })); // click at 10,20
console.log(describe({ type: "key", key: "Enter" }));      // key Enter

O formato { type: "click" } é supertipo só da variante click, então é essa que Extract mantém. Um formato que combina com várias variantes (digamos { x: number }, se duas o tivessem) mantém todas elas.

NonNullable

NonNullable<T> é a versão de tipo de uma verificação !== null && !== undefined. Ele aparece quando você deriva um tipo de algo opcional:

type User = { name: string; manager?: { name: string } | null };

type Manager = NonNullable<User["manager"]>; // { name: string }

function managerName(m: Manager): string {
    return m.name; // no null check needed
}

const u: User = { name: "Ada", manager: { name: "Grace" } };
if (u.manager) {
    console.log(managerName(u.manager)); // Grace
}

// Filtering null and undefined out of an array, with a matching type:
const raw: Array<string | null | undefined> = ["a", null, "b", undefined];
const clean = raw.filter((s): s is NonNullable<typeof s> => s != null);
console.log(clean); // [ 'a', 'b' ]

User["manager"] é { name: string } | null | undefined (o ? adiciona undefined), e NonNullable tira os dois. Desde o TypeScript 5.5, o compilador também infere esse predicado sozinho, então raw.filter((s) => s != null) já tem o tipo string[]; o s is NonNullable<typeof s> explícito deixa a intenção visível e funciona em versões mais antigas. A definição é type NonNullable<T> = T & {}: o tipo de objeto vazio {} aceita todo valor exceto null e undefined, então fazer a interseção com ele remove exatamente esses dois.

Como eles são montados

Exclude e Extract são conditional types de uma linha na biblioteca padrão:

type Exclude<T, U> = T extends U ? never : T;
type Extract<T, U> = T extends U ? T : never;

Quando T é uma union, um conditional type é aplicado a cada membro separadamente (ele se distribui), e membros never desaparecem do resultado. Então Exclude<"a" | "b", "a"> vira ("a" extends "a" ? never : "a") | ("b" extends "a" ? never : "b"), que é never | "b", que é "b". A página de conditional types cobre a distribuição em detalhe.

Exclude vs Omit, Extract vs Pick

Os nomes são fáceis de confundir porque os dois pares "removem" ou "mantêm" alguma coisa. A diferença é sobre o que eles operam:

Usar Exclude em um tipo de objeto é um deslize comum, e ele falha em silêncio:

type Account = { id: number; email: string; password: string };

type Wrong = Exclude<Account, "password">; // still Account: not a union of "password"
type Right = Omit<Account, "password">;    // { id: number; email: string }

const safe: Right = { id: 1, email: "ada@example.com" };
const oops: Wrong = { id: 1, email: "ada@example.com", password: "hunter2" };
console.log(Object.keys(safe), Object.keys(oops));
// [ 'id', 'email' ] [ 'id', 'email', 'password' ]

Account não é atribuível a "password", então Exclude o mantém inteiro. O próprio Omit é montado com Exclude aplicado às chaves: Omit<T, K> é Pick<T, Exclude<keyof T, K>>. Veja Omit para mais detalhes.

Um Exclude mais estrito

O segundo parâmetro de Exclude aceita qualquer tipo, então um erro de digitação não remove nada e não gera erro. Adicionar uma restrição faz o compilador verificar se o que você exclui está mesmo na union:

// This does not compile: "drafft" is not a Status.
type Status = "draft" | "published" | "archived";

type StrictExclude<T, U extends T> = Exclude<T, U>;

type Loose = Exclude<Status, "drafft">;        // silently Status, unchanged
type Strict = StrictExclude<Status, "drafft">; // error

const s: Strict = "published";
console.log(s);

index.ts(7,37): error TS2344: Type '"drafft"' does not satisfy the constraint 'Status'.

Corrija a grafia e compila, com Strict igual a "published" | "archived". O mesmo truque funciona para Extract e para um Omit estrito (K extends keyof T).