type-chess - TypeScript 类型系统中国象棋

项目说明

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用 TypeScript 类型运算实现一个中国象棋程序

众所周知，TypeScript 是图灵完备的，因此，只要我们愿意，那当然是可以用它来实现一个象棋程序的。于是我们就快乐地开始了，为了理解方便，我们不考虑性能优化策略，纯粹从功能实现角度去构建。另外，我们尝试用中文来编写这个程序，因为类型运算中需要用到的操作符很少，类型本质上是一种对现实世界的描述，某种程度上算是一种业务描述语言，使用中文也挺好的。

需求拆解

首先我们要先来分析一下，需要实现哪些功能。

象棋的核心功能就是走棋，走棋如果用一个函数来表达，那就是：走棋<当前棋局, 源位置, 目标位置>，因此，这里就涉及两个要素：

比较多的细节会出现在棋子的移动规则上，但是，不重要，都是细节，我们挨个来解释吧。

基础结构

棋子

棋子的话，比较简单，没有什么特别的，只要表达出颜色和种类就可以了：

本节使用的技巧非常简单，就是一个合法性判断而已。

位置

位置就会复杂不少了，主要原因是，在类型系统里面，我们要表示整数及其运算是一件比较麻烦的事情，而偏偏在计算走棋规则的时候，这部分很重要，所以，不得不去做。

定义整数和加减法的部分，在其他文章里可以找到，不在这里叙述了，假定已经存在了一些常用的整数变量，可以得到对于位置信息的表达：

位置比棋子要复杂的原因是，要支持一些运算，比如，判断两个位置是否相同

然后，我们又会需要，对一个位置进行移动，用来定义寻找相对位置的快捷操作，比如，上下左右相邻位置的坐标，需要注意的是，这里要做一下合法性校验，避免越界。

本节使用的规则稍稍复杂一些，但主要复杂度不在这里，而是在定义数字运算的地方。

棋局

在棋局这里，我们第一次面对了复杂的状况，整个这部分，需要解决这么一些问题：

我们逐一来解决这些问题。

棋局结构

棋局结构的建模，是与取值操作密切相关的，需要注意到的是，我们并没有使用数字字面量去代表数字，而是自定义了整数类型，这就意味着，取值操作的索引是很复杂的，它无法直接得到。

在我们使用的整数定义中，数字是用一级一级嵌套表达的，当我们表示数字五，其等价形态为：

当我们得到一个数字，并且想要知道它真正表达的是多少，需要去统计从它到零的距离，也就是说，要反向去根据是零吗和前一个数这两个类型属性，一直往前找到零的位置。

有鉴于此，我们选择把棋局也构建为类似形式：

这个看上去非常诡异，但是我们后续对它的取值就很简单了。

本节主要使用了一个 infer 来定义临时变量，然后就是递归去构造了（这里可能是有简便写法的，不过我暂时想不到）。

棋局的取值

这一步，我们的目标是实现根据给定位置，从棋局中获取对应的棋子。

先来考虑如何根据一个行号获取指定行，其实很简单，让行号与棋局行链表同步移动就可以了，行号每次减一，行链表每次后移一行，那么，当行号减小到零的时候，行链表指向的就是所要的那行了：

同理，在一行中获取某一列，也是一样的方式：

我们把这两者组合起来，即可得到根据位置查找棋子的类型函数：

本节的主要技巧是类型递归，获取行、单元格的时候，都是递归调用当前的类型函数自身去取值的。

辅助规则的提供

在计算棋子位置关系的时候，我们会需要一些判断规则，这些规则的实现，都可以通过组合现有函数的方式去实现。

一些简单规则我们就不去探讨了，比如说，马的“日”字顶角，象的“田”字顶角，还有马脚，象眼等等，都可以反复组合之前我们做好的计算邻位的四个函数，比如：

我们重点来看一个相对复杂的：统计一条直线上两个棋子之间的棋子数量。这里的麻烦在于，统计个数需要有一个累加计数功能，有趣的是，它仍然可以利用递归。

本节使用了一个小技巧，先把两个坐标排序了一下。这样后续的递归方向可以不需要判断，否则要考虑两个方向。

棋子的移动

棋子的移动，本质上很简单，就是把目标位置的棋子内容替换掉就可以了，但是，在 TypeScript 的类型系统里，“替换”是个不太可行的事情，它是 immutable 的，所谓的替换，实际上是创建了新的。

这样，我们就得实现棋局每个层级的拷贝构造操作了，这也不难：

然后，真正复杂的是替换过程中的重新构造，以替换棋局中的某一行为例，这实际上是一个一边遍历，一边根据需要构造的过程，本质上是一个 copy on write 结构，理解了这点之后，写起来就不难了，仍然是递归：

同理，替换单元格也可以写出来：

然后组合两者，就可以得到在棋局上指定位置替换棋子的函数：

两次使用这个替换，即可得到走棋的函数：

本节没有出现新的技巧，只是因为之前的链表结构实现，导致复制起来相对复杂一些。

棋局的渲染

当我们建立了棋局的走棋规则之后，实际上象棋已经可用了，但为了显示的友好，还需要多做一步。

最基础的渲染单元，是单个的单元格，这个非常简单，直接根据颜色和种类进行两级映射就可以了。

稍微复杂一些的是渲染行，考虑到我们之前把棋局行实现成了单元格链表，这个就需要一个递归了。

接下来，我们需要把每行的渲染结果合并输出，由于在 TypeScript 中，不管是字符串还是数组，都无法控制在 IDE 提示中的换行，因此，我们需要把结果渲染成对象结构。又因为通过字符串形态的整数，无法关联到真实的整数类型，所以需要建立一个辅助索引。

这样，整个棋局就可以被渲染出来了。

本节使用的技巧主要是字符串的拼接，以及对象结构的输出。

在线预览地址： 把鼠标放在最后几行的走棋结果上看提示即可。

小结

本文的意图主要是在不考虑优化的情况下，如何借助类型系统的运算来解构这么一个象棋逻辑。

主体功能都还是比较容易实现的，从目前的实现来看，调用栈太深了，现在走棋已经很难跑出来了，需要优化，比如把数字的计算改成打表，可以优化不少，暂时先不去做它了。（最新消息：在 TypeScript 4.5 中，优化了尾递归深度，可以完美支持了：

特别鸣谢在此文编写过程中提供帮助的引证老师。

技术栈

开发语言：TypeScript

项目类型：TypeScript 类型系统中国象棋

Star 数：817

功能特点

这是一套TypeScript 类型系统中国象棋，代码结构清晰，适合开发者学习游戏的客户端渲染、服务端逻辑、场景管理与资源加载。项目涵盖了游戏的核心玩法、界面交互、地图与角色系统等模块，对理解游戏开发的完整流程具有较高的参考价值。

从技术实现角度看，游戏项目的难点在于：游戏循环与状态管理、资源加载与渲染优化、客户端与服务端的协议同步、以及多平台适配。本项目在这些方面提供了可运行的实现，开发者可以在此基础上进行二次开发或学习研究。

部署说明

1. 下载源码压缩包，解压到本地开发环境。

2. 根据项目类型准备对应的运行环境（Node.js / Go / C# / Unity / Godot 等）。

3. 按照 README 中的步骤配置依赖、数据库和配置文件。

4. 先启动服务端，再运行客户端，即可进入游戏进行测试。

注意：本项目仅供学习研究使用，请勿用于商业或非法用途。

学习价值

对于想进入游戏开发领域的开发者来说，这套源码是一个很好的入门参考。通过阅读代码，可以学习到游戏的核心玩法实现、场景与资源管理、网络协议设计、以及渲染优化等关键技术点。

同时，项目中的代码组织方式和模块划分，也展示了游戏项目在工程化方面的实践经验，值得开发者深入研究和借鉴。理解一个完整游戏项目的架构，对后续开发其他类型游戏也很有帮助。

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