Rust 枚举与错误处理

枚举

参考文档：The Rust Programming Language

enum是一组变体的类型，每个变体可以携带不同类型与数量的数据，不是C的整数别名

rust
enum Message {
    Quit,                       // 不携带数据
    Move { x: i32, y: i32 },    // 携带结构体字段
    Write(String),              // 携带一个值
    ChangeColor(i32, i32, i32), // 携带元组
}

与java枚举的对比：java枚举是固定几个实例的类，Rust枚举的每个变体每次出现都能装不同的值，表达力接近密封类(sealed class)
枚举搭配match解构是Rust组织数据的方式，替代了其他语言的继承与联合类型

模式匹配

match对一个值做多路分支，模式可以解构枚举、元组、结构体与区间

rust
fn describe(n: i32) -> i32 {
    match n {
        0 => 0,       // 字面量
        1..=9 => 1,   // 区间
        _ => -1,      // 通配符兜底
    }
}

match 必须穷尽所有可能，漏掉变体会编译不通过，新增变体后所有match处编译器逐一报错，这是重构安全的来源
match是表达式，每个分支产生一个值，各分支类型必须一致

if let只处理单个模式，忽略其余情况；let else在模式不匹配时必须发散(提前return、panic或break)

rust
if let Some(x) = opt { }             // 只关心 Some 的情况
let Some(x) = opt else { return; };  // 取出值,失败就提前返回

panic

panic!宏触发不可恢复错误：打印错误信息、展开栈并退出程序
使用场景：程序自身的 bug(数组越界、断言失败、非法状态)，而不是可预期的失败
调试时用RUST_BACKTRACE=1环境变量查看完整调用栈

Option 与空值

Rust没有 null：空指针被称为"十亿美元错误"，Rust把"可能没有值"编码进类型系统，用标准库枚举Option<T>表达
rust
```
enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}
```
编译器强制先从Some中取出值才能使用：想用T就必须处理None，空指针错误在编译期暴露而不是运行期崩溃
直接取值的方法：unwrap()(是None就 panic)、expect("<信息>")(panic 时带上提示信息)，适合原型与确信不为空的场景
组合式惯用法：map、and_then、unwrap_or、ok_or，链式处理避免层层match
rust
```
let len = opt.map(|s| s.len()).unwrap_or(0);
```

Result 与错误传播

可恢复错误用标准库枚举Result<T, E>表达，Rust没有异常机制，错误是普通值，会出现在函数签名里，调用者无法忽略
rust
```
enum Result<T, E> {
    Ok(T),
    Err(E),
}
```
与java的try/catch对比：异常可以不声明也不捕获，Result把失败路径写进类型，漏处理就是编译错误
与Go的对比:Go每层都要手写if err != nil { return err },Rust的?把同样的检查与返回压缩成一个后缀字符

?运算符：成功时取出Ok里的值，失败时立即return Err，是展开match的语法糖

rust
fn read_num(s: &str) -> Result<i32, std::num::ParseIntError> {
    let n: i32 = s.trim().parse()?; // 出错时直接把 Err 返回给调用者
    Ok(n * 2)
}

?会通过From自动把错误转换成目标类型，常用Box<dyn Error>承接各种错误，让main统一返回Result

rust
fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    let n = read_num("42")?;
    println!("{}", n);
    Ok(())
}

取舍惯例：程序 bug 用panic!，调用方有能力处理的失败用Result，二者的边界写在代码里而不是靠约定

枚举#

模式匹配#

panic#

Option 与空值#

Result 与错误传播#

枚举

模式匹配

panic

Option 与空值

Result 与错误传播