Máquina de estados para um semáforo

type EstadoSemaforo =
  | { cor: 'vermelho'; duracao?: number }
  | { cor: 'verde'; duracao?: number }
  | { cor: 'amarelo'; duracao?: number };

function proximoEstado(estado: EstadoSemaforo): EstadoSemaforo {
  switch (estado.cor) {
    case 'vermelho':
      return { cor: 'verde', duracao: 25 };
    case 'verde':
      return { cor: 'amarelo', duracao: 5 };
    case 'amarelo':
      return { cor: 'vermelho', duracao: 30 };
    default:
      const exaustivo: never = estado;
      return exaustivo;
  }
}

function descricao(estado: EstadoSemaforo): string {
  switch (estado.cor) {
    case 'vermelho':
      return 'Sinal vermelho, pare!';
    case 'verde':
      return 'Sinal verde, siga!';
    case 'amarelo':
      return 'Sinal amarelo, atenção!';
    default:
      const exaustivo: never = estado;
      return exaustivo;
  }
}

// Testando
const inicial: EstadoSemaforo = { cor: 'vermelho', duracao: 30 };
const proximo1 = proximoEstado(inicial);
const proximo2 = proximoEstado(proximo1);
const proximo3 = proximoEstado(proximo2);

console.log(`${inicial.cor} (${inicial.duracao}s) -> ${proximo1.cor} (${proximo1.duracao}s)`);
console.log(`${proximo1.cor} (${proximo1.duracao}s) -> ${proximo2.cor} (${proximo2.duracao}s)`);
console.log(`${proximo2.cor} (${proximo2.duracao}s) -> ${proximo3.cor} (${proximo3.duracao}s)`);
console.log('Descrição:', descricao({ cor: 'vermelho' }));
console.log('Descrição:', descricao({ cor: 'verde' }));
console.log('Descrição:', descricao({ cor: 'amarelo' }));

Passo a passo

1. Definimos EstadoSemaforo como uma união de três objetos, cada um com a propriedade cor (discriminante) e duracao opcional.
2. A função proximoEstado usa switch sobre estado.cor para determinar o próximo estado, retornando um novo objeto com a próxima cor e uma duração padrão.
3. No case 'vermelho', retornamos { cor: 'verde', duracao: 25 }, e assim por diante.
4. O default com never garante que todos os casos sejam tratados; se adicionarmos uma nova cor, o compilador reclamará.
5. A função descricao também usa switch para retornar uma string descritiva para cada cor.
6. Testamos criando um estado inicial vermelho com duração 30, obtemos os próximos estados e imprimimos a transição.
7. Imprimimos também as descrições para cada cor.

Por que funciona

A união discriminada permite que o TypeScript saiba exatamente quais propriedades existem em cada variante. O campo cor é um literal que atua como discriminante, permitindo o refinamento dentro do switch. O uso de never no default assegura que o código está completo e que futuras adições à união serão detectadas em tempo de compilação. Isso é essencial para modelar máquinas de estado de forma robusta.

Erros comuns

• Não usar never no default: se você retornar algo genérico, perde a verificação de exaustividade. Exemplo: default: return estado; não garante que todos os casos foram tratados.
• Esquecer de tratar um caso: se omitir o case 'amarelo', o TypeScript acusará erro no default porque estado não será never.
• Usar duracao sem verificar: como é opcional, acessar estado.duracao diretamente pode resultar em undefined. Use um valor padrão ou verifique.
• Discriminante com tipo amplo: se cor for tipado como string, o refinamento não funciona. Use tipos literais.

Outra forma de resolver

Poderia usar um mapa de transições, mas o switch é mais explícito e fácil de entender. Exemplo:

const proximo: Record<string, string> = { vermelho: 'verde', verde: 'amarelo', amarelo: 'vermelho' };

No entanto, isso perde a segurança de tipos e a verificação de exaustividade.

Saída esperada

Vermelho (30s) -> Verde (25s)
Verde (25s) -> Amarelo (5s)
Amarelo (5s) -> Vermelho (30s)
Descrição: Sinal vermelho, pare!
Descrição: Sinal verde, siga!
Descrição: Sinal amarelo, atenção!