【Rust】07-错误处理:Option、Result 与 ? 运算符

错误处理:Option、Result 与 ? 运算符

学习目标

  • 理解 Rust 不使用异常作为主要错误处理机制。
  • 掌握 Option<T>Result<T, E>
  • 学会使用 ? 传播错误。

Rust 的错误处理思路

Rust 把错误分成两类:

  • 可恢复错误:文件不存在、解析失败、网络请求失败等,通常用 Result<T, E>
  • 不可恢复错误:数组越界、违反内部不变量等,通常用 panic!

Rust 没有传统异常机制。函数是否可能失败,会体现在返回类型里。

Option

Option<T> 表示一个值可能存在,也可能不存在:

rust 复制代码
enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

示例:

rust 复制代码
fn first_char(text: &str) -> Option<char> {
    text.chars().next()
}

fn main() {
    match first_char("rust") {
        Some(ch) => println!("{ch}"),
        None => println!("empty string"),
    }
}

Option 常用于查找结果、可选配置、集合取值等场景。

Result

Result<T, E> 表示成功或失败:

rust 复制代码
enum Result<T, E> {
    Ok(T),
    Err(E),
}

示例:

rust 复制代码
fn parse_number(text: &str) -> Result<i32, std::num::ParseIntError> {
    text.parse::<i32>()
}

fn main() {
    match parse_number("42") {
        Ok(number) => println!("{number}"),
        Err(err) => println!("parse failed: {err}"),
    }
}

unwrap 与 expect

unwrap 会在 NoneErr 时 panic:

rust 复制代码
let number = "42".parse::<i32>().unwrap();

expect 可以提供更清晰的错误信息:

rust 复制代码
let number = "42"
    .parse::<i32>()
    .expect("expected a valid integer");

学习和原型阶段可以适度使用,但业务代码中应该优先显式处理错误或向上传播错误。

? 运算符

? 用于简化错误传播:

rust 复制代码
use std::fs;
use std::io;

fn read_config() -> Result<String, io::Error> {
    let content = fs::read_to_string("config.txt")?;
    Ok(content)
}

如果 read_to_string 成功,? 取出 Ok 里的值。如果失败,函数立即返回 Err

可以进一步写短:

rust 复制代码
use std::fs;
use std::io;

fn read_config() -> Result<String, io::Error> {
    fs::read_to_string("config.txt")
}

但当函数中有多步操作时,? 非常有用。

main 返回 Result

main 也可以返回 Result

rust 复制代码
use std::error::Error;
use std::fs;

fn main() -> Result<(), Box<dyn Error>> {
    let content = fs::read_to_string("config.txt")?;
    println!("{content}");
    Ok(())
}

Box<dyn Error> 可以表示多种错误类型,适合示例、小工具或命令行程序入口。

Option 的常用方法

rust 复制代码
fn main() {
    let name = Some("Rust");

    println!("{}", name.unwrap_or("unknown"));
    println!("{}", name.map(|value| value.len()).unwrap_or(0));
}

常见方法包括:

  • unwrap_or:不存在时使用默认值。
  • map:存在时转换内部值。
  • and_then:链式处理可能失败的步骤。

常见误区

  • 不要把 unwrap 当成正常错误处理。
  • 能恢复的错误优先用 Result,不是 panic!
  • ? 只能用于返回 ResultOption 或兼容类型的函数。
  • Option 表示缺失,Result 表示成功或失败及失败原因。

练习

  1. 写一个函数,把字符串解析成 u32,返回 Result<u32, ParseIntError>
  2. 写一个函数,返回字符串的第一个字符,空字符串返回 None
  3. ? 读取一个文件并返回内容。

后记

2026年6月10日17点27分于上海。

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