rust
/
rust-course
mirror of https://github.com/sunface/rust-course
5
0
Fork 0
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity
You can not select more than 25 topics Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
Branches Tags
${ item.name }
Create tag ${ searchTerm }
Create branch ${ searchTerm }
from 'dbbf4037ca'
${ noResults }
rust-course/basic/result-error/result.html

565 lines
82 KiB
Raw Normal View History Unescape

deploy
9 months ago
<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-CN" class="light" dir="ltr">
<head>
<!-- Book generated using mdBook -->
<meta charset="UTF-8">
<title>返回值 Result 和? - Rust语言圣经(Rust Course)</title>
<!-- Custom HTML head -->
<meta name="description" content="">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<meta name="theme-color" content="#ffffff">
<link rel="icon" href="../../favicon.svg">
<link rel="shortcut icon" href="../../favicon.png">
<link rel="stylesheet" href="../../css/variables.css">
<link rel="stylesheet" href="../../css/general.css">
<link rel="stylesheet" href="../../css/chrome.css">
<link rel="stylesheet" href="../../css/print.css" media="print">
<!-- Fonts -->
<link rel="stylesheet" href="../../FontAwesome/css/font-awesome.css">
<link rel="stylesheet" href="../../fonts/fonts.css">
<!-- Highlight.js Stylesheets -->
<link rel="stylesheet" href="../../highlight.css">
<link rel="stylesheet" href="../../tomorrow-night.css">
<link rel="stylesheet" href="../../ayu-highlight.css">
<!-- Custom theme stylesheets -->
<link rel="stylesheet" href="../../theme/style.css">
</head>
<body class="sidebar-visible no-js">
<div id="body-container">
<!-- Provide site root to javascript -->
<script>
var path_to_root = "../../";
var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
</script>
<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
<script>
try {
var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
}
if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
}
} catch (e) { }
</script>
<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
<script>
var theme;
try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
var html = document.querySelector('html');
html.classList.remove('light')
html.classList.add(theme);
var body = document.querySelector('body');
body.classList.remove('no-js')
body.classList.add('js');
</script>
<input type="checkbox" id="sidebar-toggle-anchor" class="hidden">
<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
<script>
var body = document.querySelector('body');
var sidebar = null;
var sidebar_toggle = document.getElementById("sidebar-toggle-anchor");
if (document.body.clientWidth >= 1080) {
try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
sidebar = sidebar || 'visible';
} else {
sidebar = 'hidden';
}
sidebar_toggle.checked = sidebar === 'visible';
body.classList.remove('sidebar-visible');
body.classList.add("sidebar-" + sidebar);
</script>
<nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
<div class="sidebar-scrollbox">
<ol class="chapter"><li class="chapter-item affix "><a href="../../about-book.html">关于本书</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="../../into-rust.html">进入 Rust 编程世界</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="../../first-try/sth-you-should-not-do.html">避免从入门到放弃</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="../../community.html">社区和锈书</a></li><li class="spacer"></li><li class="chapter-item affix "><a href="../../some-thoughts.html">Datav: 可编程的数据可视化平台和可观测性平台</a></li><li class="chapter-item affix "><li class="part-title">Rust 语言基础学习</li><li class="spacer"></li><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/intro.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 寻找牛刀，以便小试</a><a class="toggle"><div>❱</div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/installation.html"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> 安装 Rust 环境</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/editor.html"><strong aria-hidden="true">1.2.</strong> 墙推 VSCode!</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/cargo.html"><strong aria-hidden="true">1.3.</strong> 认识 Cargo</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/hello-world.html"><strong aria-hidden="true">1.4.</strong> 不仅仅是 Hello world</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../first-try/slowly-downloading.html"><strong aria-hidden="true">1.5.</strong> 下载依赖太慢了？</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../basic/intro.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> Rust 基础入门</a><a class="toggle"><div>❱</div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="../../basic/variable.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> 变量绑定与解构</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/base-type/index.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 基本类型</a><a class="toggle"><div>❱</div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="../../basic/base-type/numbers.html"><strong aria-hidden="true">2.2.1.</strong> 数值类型</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/base-type/char-bool.html"><strong aria-hidden="true">2.2.2.</strong> 字符、布尔、单元类型</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/base-type/statement-expression.html"><strong aria-hidden="true">2.2.3.</strong> 语句与表达式</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/base-type/function.html"><strong aria-hidden="true">2.2.4.</strong> 函数</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/ownership/index.html"><strong aria-hidden="true">2.3.</strong> 所有权和借用</a><a class="toggle"><div>❱</div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="../../basic/ownership/ownership.html"><strong aria-hidden="true">2.3.1.</strong> 所有权</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/ownership/borrowing.html"><strong aria-hidden="true">2.3.2.</strong> 引用与借用</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/intro.html"><strong aria-hidden="true">2.4.</strong> 复合类型</a><a class="toggle"><div>❱</div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/string-slice.html"><strong aria-hidden="true">2.4.1.</strong> 字符串与切片</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/tuple.html"><strong aria-hidden="true">2.4.2.</strong> 元组</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/struct.html"><strong aria-hidden="true">2.4.3.</strong> 结构体</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/enum.html"><strong aria-hidden="true">2.4.4.</strong> 枚举</a></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/compound-type/array.html"><strong aria-hidden="true">2.4.5.</strong> 数组</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="../../basic/fl
</div>
<div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle">
<div class="sidebar-resize-indicator"></div>
</div>
</nav>
<!-- Track and set sidebar scroll position -->
<script>
var sidebarScrollbox = document.querySelector('#sidebar .sidebar-scrollbox');
sidebarScrollbox.addEventListener('click', function(e) {
if (e.target.tagName === 'A') {
sessionStorage.setItem('sidebar-scroll', sidebarScrollbox.scrollTop);
}
}, { passive: true });
var sidebarScrollTop = sessionStorage.getItem('sidebar-scroll');
sessionStorage.removeItem('sidebar-scroll');
if (sidebarScrollTop) {
// preserve sidebar scroll position when navigating via links within sidebar
sidebarScrollbox.scrollTop = sidebarScrollTop;
} else {
// scroll sidebar to current active section when navigating via "next/previous chapter" buttons
var activeSection = document.querySelector('#sidebar .active');
if (activeSection) {
activeSection.scrollIntoView({ block: 'center' });
}
}
</script>
<div id="page-wrapper" class="page-wrapper">
<div class="page">
<div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
<div id="menu-bar" class="menu-bar sticky">
<div class="left-buttons">
<label id="sidebar-toggle" class="icon-button" for="sidebar-toggle-anchor" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
<i class="fa fa-bars"></i>
</label>
<button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="theme-list">
<i class="fa fa-paint-brush"></i>
</button>
<ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light</button></li>
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
</ul>
<button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S" aria-controls="searchbar">
<i class="fa fa-search"></i>
</button>
</div>
<h1 class="menu-title">Rust语言圣经(Rust Course)</h1>
<div class="right-buttons">
<a href="../../print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
<i id="print-button" class="fa fa-print"></i>
</a>
<a href="https://github.com/sunface/rust-course" title="Git repository" aria-label="Git repository">
<i id="git-repository-button" class="fa fa-github"></i>
</a>
<a href="https://github.com/sunface/rust-course/edit/main/src/basic/result-error/result.md" title="Suggest an edit" aria-label="Suggest an edit">
<i id="git-edit-button" class="fa fa-edit"></i>
</a>
</div>
</div>
<div id="search-wrapper" class="hidden">
<form id="searchbar-outer" class="searchbar-outer">
<input type="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
</form>
<div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
<div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
<ul id="searchresults">
</ul>
</div>
</div>
<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
<script>
document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
});
</script>
<div id="content" class="content">
<!-- Page table of contents -->
<div class="sidetoc"><nav class="pagetoc"></nav></div>
<main>
<h1 id="可恢复的错误-result"><a class="header" href="#可恢复的错误-result">可恢复的错误 Result</a></h1>
<p>还记得上一节中，提到的关于文件读取的思考题吧？当时我们解决了读取文件时遇到不可恢复错误该怎么处理的问题，现在来看看，读取过程中，正常返回和遇到可以恢复的错误时该如何处理。</p>
<p>假设，我们有一台消息服务器，每个用户都通过 websocket 连接到该服务器来接收和发送消息，该过程就涉及到 socket 文件的读写，那么此时，如果一个用户的读写发生了错误，显然不能直接 <code>panic</code>，否则服务器会直接崩溃，所有用户都会断开连接，因此我们需要一种更温和的错误处理方式：<code>Result&lt;T, E&gt;</code>。</p>
<p>之前章节有提到过，<code>Result&lt;T, E&gt;</code> 是一个枚举类型，定义如下：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>enum Result&lt;T, E&gt; {
Ok(T),
Err(E),
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>泛型参数 <code>T</code> 代表成功时存入的正确值的类型，存放方式是 <code>Ok(T)</code>，<code>E</code> 代表错误时存入的错误值，存放方式是 <code>Err(E)</code>，枯燥的讲解永远不及代码生动准确，因此先来看下打开文件的例子：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
}</code></pre></pre>
<p>以上 <code>File::open</code> 返回一个 <code>Result</code> 类型，那么问题来了：</p>
<blockquote>
<h4 id="如何获知变量类型或者函数的返回类型"><a class="header" href="#如何获知变量类型或者函数的返回类型">如何获知变量类型或者函数的返回类型</a></h4>
<p>有几种常用的方式，此处更推荐第二种方法：</p>
<ul>
<li>第一种是查询标准库或者三方库文档，搜索 <code>File</code>，然后找到它的 <code>open</code> 方法</li>
<li>在 <a href="https://course.rs/first-try/editor.html">Rust IDE</a> 章节，我们推荐了 <code>VSCode</code> IDE 和 <code>rust-analyzer</code> 插件，如果你成功安装的话，那么就可以在 <code>VSCode</code> 中很方便的通过代码跳转的方式查看代码，同时 <code>rust-analyzer</code> 插件还会对代码中的类型进行标注，非常方便好用！</li>
<li>你还可以尝试故意标记一个错误的类型，然后让编译器告诉你：</li>
</ul>
</blockquote>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>let f: u32 = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>错误提示如下：</p>
<pre><code class="language-console">error[E0308]: mismatched types
--&gt; src/main.rs:4:18
|
4 | let f: u32 = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected u32, found enum
`std::result::Result`
|
= note: expected type `u32`
found type `std::result::Result&lt;std::fs::File, std::io::Error&gt;`
</code></pre>
<p>上面代码，故意将 <code>f</code> 类型标记成整形，编译器立刻不乐意了，你是在忽悠我吗？打开文件操作返回一个整形？来，大哥来告诉你返回什么：<code>std::result::Result&lt;std::fs::File, std::io::Error&gt;</code>，我的天呐，怎么这么长的类型！</p>
<p>别慌，其实很简单，首先 <code>Result</code> 本身是定义在 <code>std::result</code> 中的，但是因为 <code>Result</code> 很常用，所以就被包含在了 <a href="https://course.rs/appendix/prelude.html"><code>prelude</code></a> 中（将常用的东东提前引入到当前作用域内），因此无需手动引入 <code>std::result::Result</code>，那么返回类型可以简化为 <code>Result&lt;std::fs::File,std::io::Error&gt;</code>，你看看是不是很像标准的 <code>Result&lt;T, E&gt;</code> 枚举定义？只不过 <code>T</code> 被替换成了具体的类型 <code>std::fs::File</code>，是一个文件句柄类型，<code>E</code> 被替换成 <code>std::io::Error</code>，是一个 IO 错误类型。</p>
<p>这个返回值类型说明 <code>File::open</code> 调用如果成功则返回一个可以进行读写的文件句柄，如果失败，则返回一个 IO 错误：文件不存在或者没有访问文件的权限等。总之 <code>File::open</code> 需要一个方式告知调用者是成功还是失败，并同时返回具体的文件句柄(成功)或错误信息(失败)，万幸的是，这些信息可以通过 <code>Result</code> 枚举提供：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
let f = match f {
Ok(file) =&gt; file,
Err(error) =&gt; {
panic!(&quot;Problem opening the file: {:?}&quot;, error)
},
};
}</code></pre></pre>
<p>代码很清晰，对打开文件后的 <code>Result&lt;T, E&gt;</code> 类型进行匹配取值，如果是成功，则将 <code>Ok(file)</code> 中存放的的文件句柄 <code>file</code> 赋值给 <code>f</code>，如果失败，则将 <code>Err(error)</code> 中存放的错误信息 <code>error</code> 使用 <code>panic</code> 抛出来，进而结束程序，这非常符合上文提到过的 <code>panic</code> 使用场景。</p>
<p>好吧，也没有那么合理 :)</p>
<h2 id="对返回的错误进行处理"><a class="header" href="#对返回的错误进行处理">对返回的错误进行处理</a></h2>
<p>直接 <code>panic</code> 还是过于粗暴，因为实际上 IO 的错误有很多种，我们需要对部分错误进行特殊处理，而不是所有错误都直接崩溃：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
let f = match f {
Ok(file) =&gt; file,
Err(error) =&gt; match error.kind() {
ErrorKind::NotFound =&gt; match File::create(&quot;hello.txt&quot;) {
Ok(fc) =&gt; fc,
Err(e) =&gt; panic!(&quot;Problem creating the file: {:?}&quot;, e),
},
other_error =&gt; panic!(&quot;Problem opening the file: {:?}&quot;, other_error),
},
};
}</code></pre></pre>
<p>上面代码在匹配出 <code>error</code> 后，又对 <code>error</code> 进行了详细的匹配解析，最终结果：</p>
<ul>
<li>如果是文件不存在错误 <code>ErrorKind::NotFound</code>，就创建文件，这里创建文件<code>File::create</code> 也是返回 <code>Result</code>，因此继续用 <code>match</code> 对其结果进行处理：创建成功，将新的文件句柄赋值给 <code>f</code>，如果失败，则 <code>panic</code></li>
<li>剩下的错误，一律 <code>panic</code></li>
</ul>
<p>虽然很清晰，但是代码还是有些啰嗦，我们会在<a href="https://course.rs/advance/errors.html">简化错误处理</a>一章重点讲述如何写出更优雅的错误。</p>
<h2 id="失败就-panic-unwrap-和-expect"><a class="header" href="#失败就-panic-unwrap-和-expect">失败就 panic: unwrap 和 expect</a></h2>
<p>上一节中，已经看到过这两兄弟的简单介绍，这里再来回顾下。</p>
<p>在不需要处理错误的场景，例如写原型、示例时，我们不想使用 <code>match</code> 去匹配 <code>Result&lt;T, E&gt; </code> 以获取其中的 <code>T</code> 值，因为 <code>match</code> 的穷尽匹配特性，你总要去处理下 <code>Err</code> 分支。那么有没有办法简化这个过程？有，答案就是 <code>unwrap</code> 和 <code>expect</code>。</p>
<p>它们的作用就是，如果返回成功，就将 <code>Ok(T)</code> 中的值取出来，如果失败，就直接 <code>panic</code>，真的勇士绝不多 BB，直接崩溃。</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;).unwrap();
}</code></pre></pre>
<p>如果调用这段代码时 <em>hello.txt</em> 文件不存在，那么 <code>unwrap</code> 就将直接 <code>panic</code>：</p>
<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at 'called `Result::unwrap()` on an `Err` value: Os { code: 2, kind: NotFound, message: &quot;No such file or directory&quot; }', src/main.rs:4:37
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
</code></pre>
<p><code>expect</code> 跟 <code>unwrap</code> 很像，也是遇到错误直接 <code>panic</code>, 但是会带上自定义的错误提示信息，相当于重载了错误打印的函数：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;).expect(&quot;Failed to open hello.txt&quot;);
}</code></pre></pre>
<p>报错如下：</p>
<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at 'Failed to open hello.txt: Os { code: 2, kind: NotFound, message: &quot;No such file or directory&quot; }', src/main.rs:4:37
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
</code></pre>
<p>可以看出，<code>expect</code> 相比 <code>unwrap</code> 能提供更精确的错误信息，在有些场景也会更加实用。</p>
<h2 id="传播错误"><a class="header" href="#传播错误">传播错误</a></h2>
<p>咱们的程序几乎不太可能只有 <code>A-&gt;B</code> 形式的函数调用，一个设计良好的程序，一个功能涉及十几层的函数调用都有可能。而错误处理也往往不是哪里调用出错，就在哪里处理，实际应用中，大概率会把错误层层上传然后交给调用链的上游函数进行处理，错误传播将极为常见。</p>
<p>例如以下函数从文件中读取用户名，然后将结果进行返回：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
fn read_username_from_file() -&gt; Result&lt;String, io::Error&gt; {
// 打开文件，f是`Result&lt;文件句柄,io::Error&gt;`
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;);
let mut f = match f {
// 打开文件成功，将file句柄赋值给f
Ok(file) =&gt; file,
// 打开文件失败，将错误返回(向上传播)
Err(e) =&gt; return Err(e),
};
// 创建动态字符串s
let mut s = String::new();
// 从f文件句柄读取数据并写入s中
match f.read_to_string(&amp;mut s) {
// 读取成功，返回Ok封装的字符串
Ok(_) =&gt; Ok(s),
// 将错误向上传播
Err(e) =&gt; Err(e),
}
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>有几点值得注意：</p>
<ul>
<li>该函数返回一个 <code>Result&lt;String, io::Error&gt;</code> 类型，当读取用户名成功时，返回 <code>Ok(String)</code>，失败时，返回 <code>Err(io:Error)</code></li>
<li><code>File::open</code> 和 <code>f.read_to_string</code> 返回的 <code>Result&lt;T, E&gt;</code> 中的 <code>E</code> 就是 <code>io::Error</code></li>
</ul>
<p>由此可见，该函数将 <code>io::Error</code> 的错误往上进行传播，该函数的调用者最终会对 <code>Result&lt;String,io::Error&gt;</code> 进行再处理，至于怎么处理就是调用者的事，如果是错误，它可以选择继续向上传播错误，也可以直接 <code>panic</code>，亦或将具体的错误原因包装后写入 socket 中呈现给终端用户。</p>
<p>但是上面的代码也有自己的问题，那就是太长了(优秀的程序员身上的优点极多，其中最大的优点就是<em>懒</em>)，我自认为也有那么一点点优秀，因此见不得这么啰嗦的代码，下面咱们来讲讲如何简化它。</p>
<h3 id="传播界的大明星-"><a class="header" href="#传播界的大明星-">传播界的大明星: ?</a></h3>
<p>大明星出场，必须得有排面，来看看 <code>?</code> 的排面：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>use std::fs::File;
use std::io;
use std::io::Read;
fn read_username_from_file() -&gt; Result&lt;String, io::Error&gt; {
let mut f = File::open(&quot;hello.txt&quot;)?;
let mut s = String::new();
f.read_to_string(&amp;mut s)?;
Ok(s)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>看到没，这就是排面，相比前面的 <code>match</code> 处理错误的函数，代码直接减少了一半不止，但是，一山更比一山难，看不懂啊！</p>
<p>其实 <code>?</code> 就是一个宏，它的作用跟上面的 <code>match</code> 几乎一模一样：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>let mut f = match f {
// 打开文件成功，将file句柄赋值给f
Ok(file) =&gt; file,
// 打开文件失败，将错误返回(向上传播)
Err(e) =&gt; return Err(e),
};
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>如果结果是 <code>Ok(T)</code>，则把 <code>T</code> 赋值给 <code>f</code>，如果结果是 <code>Err(E)</code>，则返回该错误，所以 <code>?</code> 特别适合用来传播错误。</p>
<p>虽然 <code>?</code> 和 <code>match</code> 功能一致，但是事实上 <code>?</code> 会更胜一筹。何解？</p>
<p>想象一下，一个设计良好的系统中，肯定有自定义的错误特征，错误之间很可能会存在上下级关系，例如标准库中的 <code>std::io::Error </code>和 <code>std::error::Error</code>，前者是 IO 相关的错误结构体，后者是一个最最通用的标准错误特征，同时前者实现了后者，因此 <code>std::io::Error</code> 可以转换为 <code>std:error::Error</code>。</p>
<p>明白了以上的错误转换，<code>?</code> 的更胜一筹就很好理解了，它可以自动进行类型提升（转换）：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn open_file() -&gt; Result&lt;File, Box&lt;dyn std::error::Error&gt;&gt; {
let mut f = File::open(&quot;hello.txt&quot;)?;
Ok(f)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>上面代码中 <code>File::open</code> 报错时返回的错误是 <code>std::io::Error</code> 类型，但是 <code>open_file</code> 函数返回的错误类型是 <code>std::error::Error</code> 的特征对象，可以看到一个错误类型通过 <code>?</code> 返回后，变成了另一个错误类型，这就是 <code>?</code> 的神奇之处。</p>
<p>根本原因是在于标准库中定义的 <code>From</code> 特征，该特征有一个方法 <code>from</code>，用于把一个类型转成另外一个类型，<code>?</code> 可以自动调用该方法，然后进行隐式类型转换。因此只要函数返回的错误 <code>ReturnError</code> 实现了 <code>From&lt;OtherError&gt;</code> 特征，那么 <code>?</code> 就会自动把 <code>OtherError</code> 转换为 <code>ReturnError</code>。</p>
<p>这种转换非常好用，意味着你可以用一个大而全的 <code>ReturnError</code> 来覆盖所有错误类型，只需要为各种子错误类型实现这种转换即可。</p>
<p>强中自有强中手，一码更比一码短：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>use std::fs::File;
use std::io;
use std::io::Read;
fn read_username_from_file() -&gt; Result&lt;String, io::Error&gt; {
let mut s = String::new();
File::open(&quot;hello.txt&quot;)?.read_to_string(&amp;mut s)?;
Ok(s)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>瞧见没？ <code>?</code> 还能实现链式调用，<code>File::open</code> 遇到错误就返回，没有错误就将 <code>Ok</code> 中的值取出来用于下一个方法调用，简直太精妙了，从 Go 语言过来的我，内心狂喜（其实学 Rust 的苦和痛我才不会告诉你们）。</p>
<p>不仅有更强，还要有最强，我不信还有人比我更短(不要误解)：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>use std::fs;
use std::io;
fn read_username_from_file() -&gt; Result&lt;String, io::Error&gt; {
// read_to_string是定义在std::io中的方法，因此需要在上面进行引用
fs::read_to_string(&quot;hello.txt&quot;)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>从文件读取数据到字符串中，是比较常见的操作，因此 Rust 标准库为我们提供了 <code>fs::read_to_string</code> 函数，该函数内部会打开一个文件、创建 <code>String</code>、读取文件内容最后写入字符串并返回，因为该函数其实与本章讲的内容关系不大，因此放在最后来讲，其实只是我想震你们一下 :)</p>
<h4 id="-用于-option-的返回"><a class="header" href="#-用于-option-的返回">? 用于 Option 的返回</a></h4>
<p><code>?</code> 不仅仅可以用于 <code>Result</code> 的传播，还能用于 <code>Option</code> 的传播，再来回忆下 <code>Option</code> 的定义：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>pub enum Option&lt;T&gt; {
Some(T),
None
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p><code>Result</code> 通过 <code>?</code> 返回错误，那么 <code>Option</code> 就通过 <code>?</code> 返回 <code>None</code>：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn first(arr: &amp;[i32]) -&gt; Option&lt;&amp;i32&gt; {
let v = arr.get(0)?;
Some(v)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>上面的函数中，<code>arr.get</code> 返回一个 <code>Option&lt;&amp;i32&gt;</code> 类型，因为 <code>?</code> 的使用，如果 <code>get</code> 的结果是 <code>None</code>，则直接返回 <code>None</code>，如果是 <code>Some(&amp;i32)</code>，则把里面的值赋给 <code>v</code>。</p>
<p>其实这个函数有些画蛇添足，我们完全可以写出更简单的版本：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn first(arr: &amp;[i32]) -&gt; Option&lt;&amp;i32&gt; {
arr.get(0)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>有一句话怎么说？没有需求，制造需求也要上……大家别跟我学习，这是软件开发大忌。只能用代码洗洗眼了：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn last_char_of_first_line(text: &amp;str) -&gt; Option&lt;char&gt; {
text.lines().next()?.chars().last()
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>上面代码展示了在链式调用中使用 <code>?</code> 提前返回 <code>None</code> 的用法， <code>.next</code> 方法返回的是 <code>Option</code> 类型：如果返回 <code>Some(&amp;str)</code>，那么继续调用 <code>chars</code> 方法,如果返回 <code>None</code>，则直接从整个函数中返回 <code>None</code>，不再继续进行链式调用。</p>
<h4 id="新手用--常会犯的错误"><a class="header" href="#新手用--常会犯的错误">新手用 ? 常会犯的错误</a></h4>
<p>初学者在用 <code>?</code> 时，老是会犯错，例如写出这样的代码：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn first(arr: &amp;[i32]) -&gt; Option&lt;&amp;i32&gt; {
arr.get(0)?
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>这段代码无法通过编译，切记：<code>?</code> 操作符需要一个变量来承载正确的值，这个函数只会返回 <code>Some(&amp;i32)</code> 或者 <code>None</code>，只有错误值能直接返回，正确的值不行，所以如果数组中存在 0 号元素，那么函数第二行使用 <code>?</code> 后的返回类型为 <code>&amp;i32</code> 而不是 <code>Some(&amp;i32)</code>。因此 <code>?</code> 只能用于以下形式：</p>
<ul>
<li><code>let v = xxx()?;</code></li>
<li><code>xxx()?.yyy()?;</code></li>
</ul>
<h4 id="带返回值的-main-函数"><a class="header" href="#带返回值的-main-函数">带返回值的 main 函数</a></h4>
<p>在了解了 <code>?</code> 的使用限制后，这段代码你很容易看出它无法编译：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::fs::File;
fn main() {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;)?;
}</code></pre></pre>
<p>运行后会报错:</p>
<pre><code class="language-shell">$ cargo run
...
the `?` operator can only be used in a function that returns `Result` or `Option` (or another type that implements `FromResidual`)
--&gt; src/main.rs:4:48
|
3 | fn main() {
| --------- this function should return `Result` or `Option` to accept `?`
4 | let greeting_file = File::open(&quot;hello.txt&quot;)?;
| ^ cannot use the `?` operator in a function that returns `()`
|
= help: the trait `FromResidual&lt;Result&lt;Infallible, std::io::Error&gt;&gt;` is not implemented for `()`
</code></pre>
<p>因为 <code>?</code> 要求 <code>Result&lt;T, E&gt;</code> 形式的返回值，而 <code>main</code> 函数的返回是 <code>()</code>，因此无法满足，那是不是就无解了呢？</p>
<p>实际上 Rust 还支持另外一种形式的 <code>main</code> 函数：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::error::Error;
use std::fs::File;
fn main() -&gt; Result&lt;(), Box&lt;dyn Error&gt;&gt; {
let f = File::open(&quot;hello.txt&quot;)?;
Ok(())
}</code></pre></pre>
<p>这样就能使用 <code>?</code> 提前返回了，同时我们又一次看到了<code>Box&lt;dyn Error&gt;</code> 特征对象，因为 <code>std::error:Error</code> 是 Rust 中抽象层次最高的错误，其它标准库中的错误都实现了该特征，因此我们可以用该特征对象代表一切错误，就算 <code>main</code> 函数中调用任何标准库函数发生错误，都可以通过 <code>Box&lt;dyn Error&gt;</code> 这个特征对象进行返回。</p>
<p>至于 <code>main</code> 函数可以有多种返回值，那是因为实现了 <a href="https://doc.rust-lang.org/std/process/trait.Termination.html">std::process::Termination</a> 特征，目前为止该特征还没进入稳定版 Rust 中，也许未来你可以为自己的类型实现该特征！</p>
<h4 id="try"><a class="header" href="#try">try!</a></h4>
<p>在 <code>?</code> 横空出世之前( Rust 1.13 )，Rust 开发者还可以使用 <code>try!</code> 来处理错误，该宏的大致定义如下：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>macro_rules! try {
($e:expr) =&gt; (match $e {
Ok(val) =&gt; val,
Err(err) =&gt; return Err(::std::convert::From::from(err)),
});
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>简单看一下与 <code>?</code> 的对比:</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>// `?`
let x = function_with_error()?; // 若返回 Err, 则立刻返回；若返回 Ok(255)，则将 x 的值设置为 255
// `try!()`
let x = try!(function_with_error());
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>可以看出 <code>?</code> 的优势非常明显，何况 <code>?</code> 还能做链式调用。</p>
<p>总之，<code>try!</code> 作为前浪已经死在了沙滩上，<strong>在当前版本中，我们要尽量避免使用 try!</strong>。</p>
<h2 id="课后练习"><a class="header" href="#课后练习">课后练习</a></h2>
<blockquote>
<p><a href="https://practice-zh.course.rs/result-panic/result.html">Rust By Practice</a>，支持代码在线编辑和运行，并提供详细的<a href="https://github.com/sunface/rust-by-practice/blob/master/solutions/result-panic/result.md">习题解答</a>。</p>
</blockquote>
<div id="giscus-container"></div>
</main>
<nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
<!-- Mobile navigation buttons -->
<a rel="prev" href="../../basic/result-error/panic.html" class="mobile-nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
<i class="fa fa-angle-left"></i>
</a>
<a rel="next prefetch" href="../../basic/crate-module/intro.html" class="mobile-nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
<i class="fa fa-angle-right"></i>
</a>
<div style="clear: both"></div>
</nav>
</div>
</div>
<nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
<a rel="prev" href="../../basic/result-error/panic.html" class="nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
<i class="fa fa-angle-left"></i>
</a>
<a rel="next prefetch" href="../../basic/crate-module/intro.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
<i class="fa fa-angle-right"></i>
</a>
</nav>
</div>
<script>
window.playground_copyable = true;
</script>
<script src="../../ace.js"></script>
<script src="../../editor.js"></script>
<script src="../../mode-rust.js"></script>
<script src="../../theme-dawn.js"></script>
<script src="../../theme-tomorrow_night.js"></script>
<script src="../../elasticlunr.min.js"></script>
<script src="../../mark.min.js"></script>
<script src="../../searcher.js"></script>
<script src="../../clipboard.min.js"></script>
<script src="../../highlight.js"></script>
<script src="../../book.js"></script>
<script type="text/javascript" charset="utf-8">
var pagePath = "basic/result-error/result.md"
</script>
<!-- Custom JS scripts -->
<script src="../../assets/custom.js"></script>
<script src="../../assets/bigPicture.js"></script>
</div>
</body>
</html>