【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> 和 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 None 或 Err 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 Result、Option 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

写一个函数，把字符串解析成 u32，返回 Result<u32, ParseIntError>。
写一个函数，返回字符串的第一个字符，空字符串返回 None。
用 ? 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。