Rust错误处理：从灭火器到核按钮的生存指南

开篇：错误处理的生存哲学

在Rust的平行宇宙里，错误分为两种人格：

panic! → 核按钮💣（不可恢复，全系统警报）
Result → 灭火器🧯（可控制，局部处理）

rust 复制代码

// 核按钮使用示范（请勿轻易尝试）
fn launch_nukes() {
    panic!("💥 核弹发射密码错误！"); 
}

// 灭火器使用示范
fn fight_fire() -> Result<(), String> {
    Ok(()) // 一切正常时返回氧气面罩
}

第一章：世界末日按钮（panic!）

1.1 核爆基础操作

场景类比：当图书馆发现致命病毒书

rust 复制代码

fn check_book_safety(page: usize) {
    let library = ["📖", "📚", "🦠"];
    if page >= library.len() {
        panic!("⚠️ 发现第{}页的病毒书，紧急闭馆！", page);
    }
    println!("安全阅读第{}页", page);
}

// check_book_safety(3); // 触发世界末日

执行结果：

text 复制代码

thread 'main' panicked at '⚠️ 发现第3页的病毒书，紧急闭馆！'

生存法则：

像处理生化危机一样果断
打印错误信息并立即终止程序
适合不可修复的严重错误

1. 2 自动引爆机制

场景类比：数组越界如同踩到地雷

rust 复制代码

fn step_on_landmine() {
    let minefield = [1, 2, 3];
    println!("正在探测第4个位置...");
    let _bomb = minefield[3]; // 自动触发panic
}

爆炸现场：

text 复制代码

thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 3 but the index is 3'

生存技巧：

编译器是排雷专家
开发时开启调试模式（RUST_BACKTRACE=1）
生产环境避免踩雷

第二章：灭火的艺术（Result）

2.1 消防工具包（Result枚举）

工具组成：

Ok(T) → 完好的消防栓💦
Err(E) → 漏水的软管🚱

rust 复制代码

fn check_fire_extinguisher(pressure: u32) -> Result<String, String> {
    if pressure > 50 {
        Ok("压力正常，可以灭火".to_string())
    } else {
        Err("⚠️ 压力不足，需要更换罐体！".to_string())
    }
}

let status = check_fire_extinguisher(30);
println!("灭火器状态：{:?}", status);
// 输出：Err("⚠️ 压力不足，需要更换罐体！")

消防守则：

必须处理两种可能情况
使用match进行模式匹配
适用于预期内的错误

2.2 错误传递接力

场景类比：消防队接警流程

rust 复制代码

fn fire_alarm_system() -> Result<(), String> {
    let step1 = check_fire_extinguisher(60)?;
    let step2 = check_sprinkler_system()?;
    Ok(())
}

fn check_sprinkler_system() -> Result<(), String> {
    // 模拟检查失败
    Err("🚒 喷淋系统故障，水管漏水！".to_string())
}

报警记录：

text 复制代码

Err("🚒 喷淋系统故障，水管漏水！")

接力规则：

? 运算符是快速传递错误的绿色通道
遇到Err立即返回
函数返回类型必须兼容

第三章：危险走钢丝（unwrap与expect）

3.1 无保护走钢丝（unwrap）

场景类比：不使用安全网的高空作业

rust 复制代码

let safety_net = "安全网已安装".to_string();
let net_status = Some(safety_net);

println!("工人状态：{}", net_status.unwrap()); // 安全作业
// let fall = None.unwrap(); // 空中坠落触发panic

安全提示：

仅在确定有值时使用
相当于 "我确信这里不会出错"
生产代码慎用

3.2 带提示的冒险（expect）

场景类比：挂着警告牌的钢丝

rust 复制代码

let balance_pole = Some("平衡杆");
println!("表演者：{}", balance_pole.expect("⚠️ 平衡杆失踪！"));

// let disaster = None.expect("救命啊！"); // 带信息的坠落

坠落报告：

text 复制代码

thread 'main' panicked at '救命啊！'

安全升级：

比unwrap更有信息量
依然属于危险操作
适合快速原型开发

终章：综合灾难演练------太空站紧急处理系统

rust 复制代码

use std::fs::File;
use std::io::Read;

fn main() -> Result<(), String> {
    // 第一阶段：氧气系统检测
    let o2_status = check_oxygen_system(80)?;
    println!("{}", o2_status);

    // 第二阶段：读取舱压数据
    let pressure = read_pressure_data("pressure.txt")?;
    println!("当前舱压：{}千帕", pressure);

    // 第三阶段：终极安全检查
    verify_emergency_exits(); // 可能触发panic

    Ok(())
}

fn check_oxygen_system(level: u32) -> Result<String, String> {
    match level {
        0..=20 => Err("☠️ 氧气严重不足！".into()),
        21..=50 => Ok("⚠️ 氧气量偏低，建议补充".into()),
        _ => Ok("✅ 氧气系统正常".into())
    }
}

fn read_pressure_data(path: &str) -> Result<f32, String> {
    let mut file = File::open(path)
        .map_err(|e| format!("🛸 无法读取压力文件：{}", e))?;

    let mut content = String::new();
    file.read_to_string(&mut content)
        .map_err(|e| format!("📉 数据解析失败：{}", e))?;

    content.trim().parse()
        .map_err(|_| "🔢 舱压数据格式异常".into())
}

fn verify_emergency_exits() {
    let exits_functional = false;
    assert!(exits_functional, "🚨 紧急出口验证失败！");
}

演练结果分析

情景一：正常流程

text 复制代码

✅ 氧气系统正常
当前舱压：101.3千帕
thread 'main' panicked at '🚨 紧急出口验证失败！'

情景二：氧气不足

text 复制代码

Err("☠️ 氧气严重不足！")

情景三：压力文件丢失

text 复制代码

✅ 氧气系统正常
Err("🛸 无法读取压力文件：No such file or directory")

生存手册精华版

panic! 是最后的逃生舱------只在真正危机时使用
Result 是太空站的冗余系统------优雅处理预期问题
? 运算符像紧急通道------快速传递问题
unwrap 像不系安全带的太空行走------刺激但危险
assert! 是自动化安检仪------及早发现问题

记住：在Rust的太空站里，错误处理不是可选配件