Rust笔记 - 错误处理

错误处理是程序的重要组成部分，一个程序的错误处理好坏，关系到程序是否健壮。Rust以安全和高效著称，那Rust的错误处理是怎样的呢？Rust错误处理关键在：避免隐藏错误，暴露错误，错误要处理。不得不提Result<T, E> 类型，普通的错误处理都围绕这该类型展开。Rust还包含panic错误处理，panic会造成运行时恐慌，默认后果是程序异常退出。那什么时候用panic呢？

• 示例代码，用panic能简化错误处理代码。
• 确定不可能错误的Result<T, E>变量。 如： let a = Ok(1); let b = a.unwrap();。unwarp的默认行为是panic，使用panic处理错误能简化错误处理。
• 出现不能接受的错误，直接用panic退出程序，打印调用栈，比蹩脚的错误恢复处理要高明得多。

下面按照惯例看一个例子：

fn main() {
    panic!("expect panic");
}

下面将讨论更一般的错误处理机制：Result<T, E>。先看一下它的定义：

enum Result<T, E> {
   Ok(T),
   Err(E),
}

它的定义很简单，仅包含成功与失败两种可能。在错误处理机制中，我们最关心的就是操作是否成功；如果失败了再具体看原因。但很多时候我们会忽略错误处理，天真的认为不会失败。事实告诉我们在计算机的世界里可能失败的，一定会失败。而Rust为了避免错误被忽略掉，特地给Result加了#[must_use]注解，编译器会在编译期检查Result是否被处理了，用心良苦啊！

• match处理错误：

  match get_result() {
      Ok(ok) => {
          display_ok(ok);
      }
      Err(err) => {
          display_err(err);
      }
  }
  

  上面是Rust经典的match处理模式。

• ?传播错误：

  fn propagate_result(flag: bool) -> Result<(), &'static str> {
      get_result(flag)?;
      Ok(())
  }
  
  fn get_result(flag: bool) -> Result<(), &'static str> {
      if flag {
          return Ok(());
      } else {
          return Err("expect error");
      }
  }
  
  fn main() {
      println!("{:?}", propagate_result(false)); // 输出：Err("expect error")
  }
  

  上面使用?操作符来处理错误。当我们不希望处理繁琐的错误分支时，使用?来简化错误处理，遇到Err时直接返回Err。

• 忽略错误：

  fn get_result(flag: bool) -> Result<(), &'static str> {
      if flag {
          return Ok(());
      } else {
          return Err("expect error");
      }
  }
  
  fn main() {
     let _ = get_result(false);
  }
  

  有时候我们不想处理错误，可以向上面这样丢弃错误。

• 自定义错误类型和返回不同错误类型：

  #[derive(Debug, Clone)]
  struct NumError {
      data: i32,
  }
  
  impl std::fmt::Display for NumError {
      fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter) -> Result<(), std::fmt::Error> {
          write!(f, "NumError:(data: {})", self.data)
      }
  }
  
  impl std::error::Error for NumError {
      fn description(&self) -> &str {
          "except NumError"
      }
  }
  
  fn get_result(flag: i32) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
      if flag < 0 {
          return Err(Box::new(NumError{data: 1}));
      } else if flag > 0 {
          return Err(Box::from(std::io::Error::new(
              std::io::ErrorKind::Other,
              "flag great than 0",
          )));
      } else {
          return Ok(());
      }
  }
  
  fn main() {
      println!("{:?}", get_result(1)); 
      println!("{:?}", get_result(-1));
      println!("{:?}", get_result(0));
  }
  

  输出：

  Err(Custom { kind: Other, error: "flag great than 0" })
  Err(NumError { data: 1 })
  Ok(())
  

  上面的例子通过实现std::error::Error 和 std::fmt::Display两个trait来实现自定义错误类型。通过Box<dyn std::error::Error>来接收不同的错误类型，实现返回不同的错误类型。