Rust学习 - Result/Option/unwrap/?

Posted 2021-08-29 跨链技术践行者

学习Rust时，注意到有4个概念经常放到一起讨论：Result、Option、unwapr和?操作符。 本文记录了我对这4个Rust概念的思考，这个思考过程帮助我理解并学会了如何写出更地道的Rust代码。

1、Option - 可空变量

虽然Rust中有null的概念，但是使用null并不是Rust中常见的模式。假设我们要 写一个函数，输入一种手机操作系统的名称，这个函数就会返回其应用商店的名称。 如果传入字符串ios，该函数将返回App Store；如果传入字符串android，那么该函数将返回 Play Store。任何其他的输入都被视为无效。

在大多数开发语言中，我们可以选择返回null或字符串invalid来表示无效的结果， 不过这不是Rust的用法。

地道的Rust代码应该让该函数返回一个Option。Option或更确切的说Option<T> 是一个泛型，可以是Some<T>或None（为了便于阅读，后续文章中将省略类型参数T）。 Rust将Some和None称为变体（Variant） —— 这一概念在其他语言中并不存在，因此我也不 去定义到底什么是变体了。

在我们的示例中，正常情况下函数将返回包裹在Some变体中的字符串常量 App Store或Play Store。而在非正常情况下，函数将返回None。

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fn find_store(mobile_os: &str) -> Option<&str> { match mobile_os { "iOS" => Some("App Store"), "android" => Some("Play Store"), _ => None } }

要使用find_store()，我们可以用如下方式调用：

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fn main() { println!("{}", match find_store("windows") { Some(s) => s, None => "Not a valid mobile OS" }); }

完整的代码如下：

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fn find_store(mobile_os: &str) -> Option<&str> { match mobile_os { "iOS" => Some("App Store"), "android" => Some("Play Store"), _ => None } } fn main() { println!("{}", match find_store("windows") { Some(s) => s, None => "Not a valid mobile OS" }); }

2、Result - 包含错误信息的结果

Result，或者更确切地说Result<T,E>，是和Rust中的Option相关的概念， 它是一个加强版本的Option。

Result<T, E>可能有以下结果之一：

• Ok(T)：结果为成员T
• Err(E)：结果为故障成员E

与之前我们看到Option可以包含Some或None不同，Result中包含了错误 相关信息，这是Option中所没有的。

让我们看一个函数实例，它返回一个Result。该函数摘自用于解析JSON字符串的 serde_json库，其签名为：

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pub fn from_str<'a, T>(s: &'a str) -> Result<T, Error> where T: Deserialize<'a>,

假设我们要解析如下的字符串：

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let json_string = r#" { "name": "John Doe", "age": 43, "phones": [ "[phone]", "[phone]" ] }"#;

目标是解析为Rust的一个person结构对象：

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#[derive(Serialize, Deserialize)] struct Person { name: String, age: u8, phones: Vec<String>, }

解析过程的Rust代码如下：

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let p:Person = match serde_json::from_str(json_string) { Ok(p) => p, Err(e) => ... //we will discuss what goes here next };

正常情况下可以得到期望的结果。不过假设在输入的json_string中 有一个笔误，这导致程序运行时将执行Err分支。

当碰到Err时，我们可以采取两个动作：

• panic!
• 返回Err

3、unwrap - 故障时执行panic！

在上面的示例中，假设我们期望panic!：

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let p: Person = match serde_json::from_str(data) { Ok(p) => p, Err(e) => panic!("cannot parse JSON {:?}, e"), //panic }

当碰到Err时，上面的代码panic!就会崩掉整个程序，也许这不是你期望的。 我们可以修改为：

1	let p:Person = serde_json::from_str(data).unwrap();

如果我们可以确定输入的json_string始终会是可解析的，那么使用unwrap 没有问题。但是如果会出现Err，那么程序就会崩溃，无法从故障中恢复。 在开发过程中，当我们更关心程序的主流程时，unwrap也可以作为快速 原型使用。

因此unwrap隐含了panic!。虽然与更显式的版本没有差异，但是危险在于 其隐含特性，因为有时这并不是你真正期望的行为。

无论如何，如果我们需要调用panic!，代码如下：

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use serde::{Deserialize, Serialize}; use serde_json::Result; #[derive(Serialize, Deserialize)] struct Person { name: String, age: u8, phones: Vec<String>, } fn typed_example() -> Result<()> { //age2 is error on purpose let data = r#" { "name": "John Doe", "age2": 43, "phones": [ "[phone]", "[phone]" ] }"#; let p:Person = serde_json::from_str(data).unwrap(); println!("Please call {} at the number {}", p.name, p.phones[0]); Ok(()) } fn main() { match typed_example() { Ok(_) => println!("program ran ok"), Err(_) => println!("program ran with error"), } }

4、? - 故障时返回Err对象

当碰到Err时，我们不一定要panic!，也可以返回Err。不是每个Err都是不可恢复的， 因此有时并不需要panic!。下面的代码返回Err：

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let p: Person = match serde_json::from_str(data) { Ok(p) => p, Err(e) => return Err(e.into()), };

?操作符提供了一个更简洁的方法来替换上面的代码：

1	let p:Person = serde_json::from_str(data)?;

这时完整的Rust程序代码如下：

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use serde::{Deserialize, Serialize}; use serde_json::Result; #[derive(Serialize, Deserialize)] struct Person { name: String, age: u8, phones: Vec<String>, } fn typed_example() -> Result<()> { //age2 is error on purpose let data = r#" { "name": "John Doe", "age2": 43, "phones": [ "[phone]", "[phone]" ] }"#; let p: Person = serde_json::from_str(data)?; println!("Please call {} at the number {}", p.name, p.phones[0]); Ok(()) } fn main() { match typed_example() { Ok(_) => println!("program ran ok"), Err(e) => println!("program ran with error {:?}", e), } }

5、使用unwrap和?解包Option

就像我们可以使用unwarp和?来处理Result，我们也可以使用unwrap和?来处理Option。

如果我们unwrap的Option的值是None，那么程序就会panic!。示例如下：

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fn next_birthday(current_age: Option<u8>) -> Option<String> { // If `current_age` is `None`, this returns `None`. // If `current_age` is `Some`, the inner `u8` gets assigned to `next_age` after 1 is added to it let next_age: u8 = current_age?; Some(format!("Next year I will be {}", next_age + 1)) } fn main() { let s = next_birthday(None); match s { Some(a) => println!("{:#?}", a), None => println!("No next birthday") } }

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原文链接：Taking the Unhappy Path with Result, Option, unwrap and ? operator in Rust