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<!DOCTYPE HTML>
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<html lang="zh-CN" class="light sidebar-visible" dir="ltr">
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<head>
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<!-- Book generated using mdBook -->
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<meta charset="UTF-8">
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<title>panic! 深入剖析 - Rust语言圣经(Rust Course)</title>
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<!-- Custom HTML head -->
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<meta name="description" content="">
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<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
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<meta name="theme-color" content="#ffffff">
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<link rel="icon" href="../../favicon-de23e50b.svg">
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<link rel="shortcut icon" href="../../favicon-8114d1fc.png">
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<link rel="stylesheet" href="../../css/variables-8adf115d.css">
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<link rel="stylesheet" href="../../css/general-2459343d.css">
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<link rel="stylesheet" href="../../css/chrome-ae938929.css">
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<link rel="stylesheet" href="../../css/print-9e4910d8.css" media="print">
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<!-- Fonts -->
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<link rel="stylesheet" href="../../fonts/fonts-9644e21d.css">
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<!-- Highlight.js Stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-highlight-css" href="../../highlight-493f70e1.css">
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-tomorrow-night-css" href="../../tomorrow-night-4c0ae647.css">
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-ayu-highlight-css" href="../../ayu-highlight-3fdfc3ac.css">
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<!-- Custom theme stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" href="../../theme/style-78591068.css">
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<!-- Provide site root and default themes to javascript -->
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<script>
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const path_to_root = "../../";
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const default_light_theme = "light";
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const default_dark_theme = "navy";
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window.path_to_searchindex_js = "../../searchindex-4a1a74fa.js";
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</script>
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<!-- Start loading toc.js asap -->
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<script src="../../toc-42887675.js"></script>
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</head>
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<body>
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<div id="mdbook-help-container">
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<div id="mdbook-help-popup">
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<h2 class="mdbook-help-title">Keyboard shortcuts</h2>
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<div>
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<p>Press <kbd>←</kbd> or <kbd>→</kbd> to navigate between chapters</p>
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<p>Press <kbd>S</kbd> or <kbd>/</kbd> to search in the book</p>
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<p>Press <kbd>?</kbd> to show this help</p>
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<p>Press <kbd>Esc</kbd> to hide this help</p>
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</div>
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</div>
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</div>
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<div id="mdbook-body-container">
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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<script>
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try {
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let theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
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let sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
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if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
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}
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if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
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}
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} catch (e) { }
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</script>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script>
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const default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? default_dark_theme : default_light_theme;
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let theme;
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try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
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if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
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const html = document.documentElement;
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html.classList.remove('light')
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html.classList.add(theme);
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html.classList.add("js");
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</script>
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<input type="checkbox" id="mdbook-sidebar-toggle-anchor" class="hidden">
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script>
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let sidebar = null;
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const sidebar_toggle = document.getElementById("mdbook-sidebar-toggle-anchor");
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if (document.body.clientWidth >= 1080) {
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try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
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sidebar = sidebar || 'visible';
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} else {
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sidebar = 'hidden';
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sidebar_toggle.checked = false;
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}
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if (sidebar === 'visible') {
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sidebar_toggle.checked = true;
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} else {
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html.classList.remove('sidebar-visible');
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}
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</script>
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<nav id="mdbook-sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
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<!-- populated by js -->
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<mdbook-sidebar-scrollbox class="sidebar-scrollbox"></mdbook-sidebar-scrollbox>
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<noscript>
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<iframe class="sidebar-iframe-outer" src="../../toc.html"></iframe>
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</noscript>
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<div id="mdbook-sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle">
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<div class="sidebar-resize-indicator"></div>
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</div>
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</nav>
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<div id="mdbook-page-wrapper" class="page-wrapper">
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<div class="page">
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<div id="mdbook-menu-bar-hover-placeholder"></div>
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<div id="mdbook-menu-bar" class="menu-bar sticky">
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<div class="left-buttons">
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<label id="mdbook-sidebar-toggle" class="icon-button" for="mdbook-sidebar-toggle-anchor" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="mdbook-sidebar">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 448 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M0 96C0 78.3 14.3 64 32 64H416c17.7 0 32 14.3 32 32s-14.3 32-32 32H32C14.3 128 0 113.7 0 96zM0 256c0-17.7 14.3-32 32-32H416c17.7 0 32 14.3 32 32s-14.3 32-32 32H32c-17.7 0-32-14.3-32-32zM448 416c0 17.7-14.3 32-32 32H32c-17.7 0-32-14.3-32-32s14.3-32 32-32H416c17.7 0 32 14.3 32 32z"/></svg></span>
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</label>
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<button id="mdbook-theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="mdbook-theme-list">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 576 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M371.3 367.1c27.3-3.9 51.9-19.4 67.2-42.9L600.2 74.1c12.6-19.5 9.4-45.3-7.6-61.2S549.7-4.4 531.1 9.6L294.4 187.2c-24 18-38.2 46.1-38.4 76.1L371.3 367.1zm-19.6 25.4l-116-104.4C175.9 290.3 128 339.6 128 400c0 3.9 .2 7.8 .6 11.6c1.8 17.5-10.2 36.4-27.8 36.4H96c-17.7 0-32 14.3-32 32s14.3 32 32 32H240c61.9 0 112-50.1 112-112c0-2.5-.1-5-.2-7.5z"/></svg></span>
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</button>
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<ul id="mdbook-theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-default_theme">Auto</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-light">Light</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-rust">Rust</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-coal">Coal</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-navy">Navy</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-ayu">Ayu</button></li>
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</ul>
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<button id="mdbook-search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search (`/`)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="/ s" aria-controls="mdbook-searchbar">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M416 208c0 45.9-14.9 88.3-40 122.7L502.6 457.4c12.5 12.5 12.5 32.8 0 45.3s-32.8 12.5-45.3 0L330.7 376c-34.4 25.2-76.8 40-122.7 40C93.1 416 0 322.9 0 208S93.1 0 208 0S416 93.1 416 208zM208 352c79.5 0 144-64.5 144-144s-64.5-144-144-144S64 128.5 64 208s64.5 144 144 144z"/></svg></span>
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</button>
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</div>
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<h1 class="menu-title">Rust语言圣经(Rust Course)</h1>
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<div class="right-buttons">
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<a href="../../print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
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<span class=fa-svg id="print-button"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M128 0C92.7 0 64 28.7 64 64v96h64V64H354.7L384 93.3V160h64V93.3c0-17-6.7-33.3-18.7-45.3L400 18.7C388 6.7 371.7 0 354.7 0H128zM384 352v32 64H128V384 368 352H384zm64 32h32c17.7 0 32-14.3 32-32V256c0-35.3-28.7-64-64-64H64c-35.3 0-64 28.7-64 64v96c0 17.7 14.3 32 32 32H64v64c0 35.3 28.7 64 64 64H384c35.3 0 64-28.7 64-64V384zm-16-88c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24s24 10.7 24 24s-10.7 24-24 24z"/></svg></span>
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</a>
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<a href="https://github.com/sunface/rust-course" title="Git repository" aria-label="Git repository">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 496 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M165.9 397.4c0 2-2.3 3.6-5.2 3.6-3.3.3-5.6-1.3-5.6-3.6 0-2 2.3-3.6 5.2-3.6 3-.3 5.6 1.3 5.6 3.6zm-31.1-4.5c-.7 2 1.3 4.3 4.3 4.9 2.6 1 5.6 0 6.2-2s-1.3-4.3-4.3-5.2c-2.6-.7-5.5.3-6.2 2.3zm44.2-1.7c-2.9.7-4.9 2.6-4.6 4.9.3 2 2.9 3.3 5.9 2.6 2.9-.7 4.9-2.6 4.6-4.6-.3-1.9-3-3.2-5.9-2.9zM244.8 8C106.1 8 0 113.3 0 252c0 110.9 69.8 205.8 169.5 239.2 12.8 2.3 17.3-5.6 17.3-12.1 0-6.2-.3-40.4-.3-61.4 0 0-70 15-84.7-29.8 0 0-11.4-29.1-27.8-36.6 0 0-22.9-15.7 1.6-15.4 0 0 24.9 2 38.6 25.8 21.9 38.6 58.6 27.5 72.9 20.9 2.3-16 8.8-27.1 16-33.7-55.9-6.2-112.3-14.3-112.3-110.5 0-27.5 7.6-41.3 23.6-58.9-2.6-6.5-11.1-33.3 2.6-67.9 20.9-6.5 69 27 69 27 20-5.6 41.5-8.5 62.8-8.5s42.8 2.9 62.8 8.5c0 0 48.1-33.6 69-27 13.7 34.7 5.2 61.4 2.6 67.9 16 17.7 25.8 31.5 25.8 58.9 0 96.5-58.9 104.2-114.8 110.5 9.2 7.9 17 22.9 17 46.4 0 33.7-.3 75.4-.3 83.6 0 6.5 4.6 14.4 17.3 12.1C428.2 457.8 496 362.9 496 252 496 113.3 383.5 8 244.8 8zM97.2 352.9c-1.3 1-1 3.3.7 5.2 1.6 1.6 3.9 2.3 5.2 1 1.3-1 1-3.3-.7-5.2-1.6-1.6-3.9-2.3-5.2-1zm-10.8-8.1c-.7 1.3.3 2.9 2.3 3.9 1.6 1 3.6.7 4.3-.7.7-1.3-.3-2.9-2.3-3.9-2-.6-3.6-.3-4.3.7zm32.4 35.6c-1.6 1.3-1 4.3 1.3 6.2 2.3 2.3 5.2 2.6 6.5 1 1.3-1.3.7-4.3-1.3-6.2-2.2-2.3-5.2-2.6-6.5-1zm-11.4-14.7c-1.6 1-1.6 3.6 0 5.9 1.6 2.3 4.3 3.3 5.6 2.3 1.6-1.3 1.6-3.9 0-6.2-1.4-2.3-4-3.3-5.6-2z"/></svg></span>
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</a>
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<a href="https://github.com/sunface/rust-course/edit/main/src/basic/result-error/panic.md" title="Suggest an edit" aria-label="Suggest an edit" rel="edit">
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<span class=fa-svg id="git-edit-button"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M421.7 220.3l-11.3 11.3-22.6 22.6-205 205c-6.6 6.6-14.8 11.5-23.8 14.1L30.8 511c-8.4 2.5-17.5 .2-23.7-6.1S-1.5 489.7 1 481.2L38.7 353.1c2.6-9 7.5-17.2 14.1-23.8l205-205 22.6-22.6 11.3-11.3 33.9 33.9 62.1 62.1 33.9 33.9zM96 353.9l-9.3 9.3c-.9 .9-1.6 2.1-2 3.4l-25.3 86 86-25.3c1.3-.4 2.5-1.1 3.4-2l9.3-9.3H112c-8.8 0-16-7.2-16-16V353.9zM453.3 19.3l39.4 39.4c25 25 25 65.5 0 90.5l-14.5 14.5-22.6 22.6-11.3 11.3-33.9-33.9-62.1-62.1L314.3 67.7l11.3-11.3 22.6-22.6 14.5-14.5c25-25 65.5-25 90.5 0z"/></svg></span>
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</a>
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<div id="mdbook-search-wrapper" class="hidden">
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<input type="search" id="mdbook-searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="mdbook-searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
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<div class="spinner-wrapper">
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<span class=fa-svg id="fa-spin"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M304 48c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zm0 416c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zM48 304c26.5 0 48-21.5 48-48s-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48zm464-48c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zM142.9 437c18.7-18.7 18.7-49.1 0-67.9s-49.1-18.7-67.9 0s-18.7 49.1 0 67.9s49.1 18.7 67.9 0zm0-294.2c18.7-18.7 18.7-49.1 0-67.9S93.7 56.2 75 75s-18.7 49.1 0 67.9s49.1 18.7 67.9 0zM369.1 437c18.7 18.7 49.1 18.7 67.9 0s18.7-49.1 0-67.9s-49.1-18.7-67.9 0s-18.7 49.1 0 67.9z"/></svg></span>
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</ul>
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</div>
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</div>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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<script>
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document.getElementById('mdbook-sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
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document.getElementById('mdbook-sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
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Array.from(document.querySelectorAll('#mdbook-sidebar a')).forEach(function(link) {
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link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
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});
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</script>
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<div id="mdbook-content" class="content">
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<main>
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<h1 id="panic-深入剖析"><a class="header" href="#panic-深入剖析">panic 深入剖析</a></h1>
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<p>在正式开始之前，先来思考一个问题：假设我们想要从文件读取数据，如果失败，你有没有好的办法通知调用者为何失败？如果成功，你有没有好的办法把读取的结果返还给调用者？</p>
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<h2 id="panic-与不可恢复错误"><a class="header" href="#panic-与不可恢复错误">panic! 与不可恢复错误</a></h2>
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<p>上面的问题在真实场景会经常遇到，其实处理起来挺复杂的，让我们先做一个假设：文件读取操作发生在系统启动阶段。那么可以轻易得出一个结论，一旦文件读取失败，那么系统启动也将失败，这意味着该失败是不可恢复的错误，无论是因为文件不存在还是操作系统硬盘的问题，这些只是错误的原因不同，但是归根到底都是不可恢复的错误（梳理清楚当前场景的错误类型非常重要）。</p>
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<p>对于这些严重到影响程序运行的错误，触发 <code>panic</code> 是很好的解决方式。在 Rust 中触发 <code>panic</code> 有两种方式：被动触发和主动调用，下面依次来看看。</p>
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<h3 id="被动触发"><a class="header" href="#被动触发">被动触发</a></h3>
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<p>先来看一段简单又熟悉的代码:</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
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let v = vec![1, 2, 3];
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v[99];
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}</code></pre>
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<p>心明眼亮的同学立马就能看出这里发生了严重的错误 —— 数组访问越界，在其它编程语言中无一例外，都会报出严重的异常，甚至导致程序直接崩溃关闭。</p>
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<p>而 Rust 也不例外，运行后将看到如下报错：</p>
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<pre><code class="language-shell">$ cargo run
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Compiling panic v0.1.0 (file:///projects/panic)
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Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.27s
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Running `target/debug/panic`
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thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 3 but the index is 99', src/main.rs:4:5
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note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
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</code></pre>
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<p>上面给出了非常详细的报错信息，包含了具体的异常描述以及发生的位置，甚至你还可以加入额外的命令来看到异常发生时的堆栈信息，这个会在后面详细展开。</p>
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<p>总之，类似的 <code>panic</code> 还有很多，而被动触发的 <code>panic</code> 是我们日常开发中最常遇到的，这也是 Rust 给我们的一种保护，毕竟错误只有抛出来，才有可能被处理，否则只会偷偷隐藏起来，寻觅时机给你致命一击。</p>
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<h3 id="主动调用"><a class="header" href="#主动调用">主动调用</a></h3>
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<p>在某些特殊场景中，开发者想要主动抛出一个异常，例如开头提到的在系统启动阶段读取文件失败。</p>
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<p>对此，Rust 为我们提供了 <code>panic!</code> 宏，当调用执行该宏时，<strong>程序会打印出一个错误信息，展开报错点往前的函数调用堆栈，最后退出程序</strong>。</p>
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<blockquote>
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<p>切记，一定是不可恢复的错误，才调用 <code>panic!</code> 处理，你总不想系统仅仅因为用户随便传入一个非法参数就崩溃吧？所以，<strong>只有当你不知道该如何处理时，再去调用 panic!</strong>.</p>
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</blockquote>
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<p>首先，来调用一下 <code>panic!</code>，这里使用了最简单的代码实现，实际上你在程序的任何地方都可以这样调用：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
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panic!("crash and burn");
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}</code></pre>
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<p>运行后输出:</p>
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<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at 'crash and burn', src/main.rs:2:5
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note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
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|
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</code></pre>
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<p>以上信息包含了两条重要信息：</p>
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<ul>
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<li><code>main</code> 函数所在的线程崩溃了，发生的代码位置是 <code>src/main.rs</code> 中的第 2 行第 5 个字符（包含该行前面的空字符）</li>
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<li>在使用时加上一个环境变量可以获取更详细的栈展开信息：
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<ul>
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<li>Linux/macOS 等 UNIX 系统： <code>RUST_BACKTRACE=1 cargo run</code></li>
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<li>Windows 系统（PowerShell）： <code>$env:RUST_BACKTRACE=1 ; cargo run</code></li>
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</ul>
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</li>
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</ul>
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<p>下面让我们针对第二点进行详细展开讲解。</p>
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<h2 id="backtrace-栈展开"><a class="header" href="#backtrace-栈展开">backtrace 栈展开</a></h2>
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|
<p>在真实场景中，错误往往涉及到很长的调用链甚至会深入第三方库，如果没有栈展开技术，错误将难以跟踪处理，下面我们来看一个真实的崩溃例子：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
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|
let v = vec![1, 2, 3];
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|
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|
v[99];
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|
}</code></pre>
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<p>上面的代码很简单，数组只有 <code>3</code> 个元素，我们却尝试去访问它的第 <code>100</code> 号元素（数组索引从 <code>0</code> 开始），那自然会崩溃。</p>
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<p>我们的读者里不乏正义之士，此时肯定要质疑，一个简单的数组越界访问，为何要直接让程序崩溃？是不是有些小题大作了？</p>
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<p>如果有过 C 语言的经验，即使你越界了，问题不大，我依然尝试去访问，至于这个值是不是你想要的（<code>100</code> 号内存地址也有可能有值，只不过是其它变量或者程序的！），抱歉，不归我管，我只负责取，你要负责管理好自己的索引访问范围。上面这种情况被称为<strong>缓冲区溢出</strong>，并可能会导致安全漏洞，例如攻击者可以通过索引来访问到数组后面不被允许的数据。</p>
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|
|
<p>说实话，我宁愿程序崩溃，为什么？当你取到了一个不属于你的值，这在很多时候会导致程序上的逻辑 BUG！ 有编程经验的人都知道这种逻辑上的 BUG 是多么难被发现和修复！因此程序直接崩溃，然后告诉我们问题发生的位置，最后我们对此进行修复，这才是最合理的软件开发流程，而不是把问题藏着掖着：</p>
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<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 3 but the index is 99', src/main.rs:4:5
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note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
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</code></pre>
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<p>好的，现在成功知道问题发生的位置，但是如果我们想知道该问题之前经过了哪些调用环节，该怎么办？那就按照提示使用 <code>RUST_BACKTRACE=1 cargo run</code> 或 <code>$env:RUST_BACKTRACE=1 ; cargo run</code> 来再一次运行程序：</p>
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<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 3 but the index is 99', src/main.rs:4:5
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stack backtrace:
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0: rust_begin_unwind
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at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/std/src/panicking.rs:517:5
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1: core::panicking::panic_fmt
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at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/core/src/panicking.rs:101:14
|
|
|
2: core::panicking::panic_bounds_check
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|
|
at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/core/src/panicking.rs:77:5
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|
|
3: <usize as core::slice::index::SliceIndex<[T]>>::index
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|
|
at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/core/src/slice/index.rs:184:10
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|
|
4: core::slice::index::<impl core::ops::index::Index<I> for [T]>::index
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at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/core/src/slice/index.rs:15:9
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|
5: <alloc::vec::Vec<T,A> as core::ops::index::Index<I>>::index
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|
at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/alloc/src/vec/mod.rs:2465:9
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6: world_hello::main
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at ./src/main.rs:4:5
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7: core::ops::function::FnOnce::call_once
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|
at /rustc/59eed8a2aac0230a8b53e89d4e99d55912ba6b35/library/core/src/ops/function.rs:227:5
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note: Some details are omitted, run with `RUST_BACKTRACE=full` for a verbose backtrace.
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</code></pre>
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<p>上面的代码就是一次栈展开（也称栈回溯），它包含了函数调用的顺序，当然按照逆序排列：最近调用的函数排在列表的最上方。因为咱们的 <code>main</code> 函数基本是最先调用的函数了，所以排在了倒数第二位，还有一个关注点，排在最顶部最后一个调用的函数是 <code>rust_begin_unwind</code>，该函数的目的就是进行栈展开，呈现这些列表信息给我们。</p>
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|
<p>要获取到栈回溯信息，你还需要开启 <code>debug</code> 标志，该标志在使用 <code>cargo run</code> 或者 <code>cargo build</code> 时自动开启（这两个操作默认是 <code>Debug</code> 运行方式）。同时，栈展开信息在不同操作系统或者 Rust 版本上也有所不同。</p>
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|
<h2 id="panic-时的两种终止方式"><a class="header" href="#panic-时的两种终止方式">panic 时的两种终止方式</a></h2>
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<p>当出现 <code>panic!</code> 时，程序提供了两种方式来处理终止流程：<strong>栈展开</strong>和<strong>直接终止</strong>。</p>
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<p>其中，默认的方式就是 <code>栈展开</code>，这意味着 Rust 会回溯栈上数据和函数调用，因此也意味着更多的善后工作，好处是可以给出充分的报错信息和栈调用信息，便于事后的问题复盘。<code>直接终止</code>，顾名思义，不清理数据就直接退出程序，善后工作交与操作系统来负责。</p>
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<p>对于绝大多数用户，使用默认选择是最好的，但是当你关心最终编译出的二进制可执行文件大小时，那么可以尝试去使用直接终止的方式，例如下面的配置修改 <code>Cargo.toml</code> 文件，实现在 <a href="https://course.rs/first-try/cargo.html#手动编译和运行项目"><code>release</code></a> 模式下遇到 <code>panic</code> 直接终止：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
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</span><span class="boring">fn main() {
|
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</span>[profile.release]
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panic = 'abort'
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<span class="boring">}</span></code></pre>
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<h2 id="线程-panic-后程序是否会终止"><a class="header" href="#线程-panic-后程序是否会终止">线程 <code>panic</code> 后，程序是否会终止？</a></h2>
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<p>长话短说，如果是 <code>main</code> 线程，则程序会终止，如果是其它子线程，该线程会终止，但是不会影响 <code>main</code> 线程。因此，尽量不要在 <code>main</code> 线程中做太多任务，将这些任务交由子线程去做，就算子线程 <code>panic</code> 也不会导致整个程序的结束。</p>
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|
<p>具体解析见 <a href="#panic-原理剖析">panic 原理剖析</a>。</p>
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<h2 id="何时该使用-panic"><a class="header" href="#何时该使用-panic">何时该使用 panic!</a></h2>
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<p>下面让我们大概罗列下何时适合使用 <code>panic</code>，也许经过之前的学习，你已经能够对 <code>panic</code> 的使用有了自己的看法，但是我们还是会罗列一些常见的用法来加深你的理解。</p>
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<p>先来一点背景知识，在前面章节我们粗略讲过 <code>Result<T, E></code> 这个枚举类型，它是用来表示函数的返回结果：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
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</span><span class="boring">fn main() {
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|
</span>enum Result<T, E> {
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Ok(T),
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Err(E),
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}
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<span class="boring">}</span></code></pre>
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<p>当没有错误发生时，函数返回一个用 <code>Result</code> 类型包裹的值 <code>Ok(T)</code>，当错误时，返回一个 <code>Err(E)</code>。对于 <code>Result</code> 返回我们有很多处理方法，最简单粗暴的就是 <code>unwrap</code> 和 <code>expect</code>，这两个函数非常类似，我们以 <code>unwrap</code> 举例：</p>
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|
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
|
|
</span><span class="boring">fn main() {
|
|
|
</span>use std::net::IpAddr;
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|
let home: IpAddr = "127.0.0.1".parse().unwrap();
|
|
|
<span class="boring">}</span></code></pre>
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<p>上面的 <code>parse</code> 方法试图将字符串 <code>"127.0.0.1" </code>解析为一个 IP 地址类型 <code>IpAddr</code>，它返回一个 <code>Result<IpAddr, E></code> 类型，如果解析成功，则把 <code>Ok(IpAddr)</code> 中的值赋给 <code>home</code>，如果失败，则不处理 <code>Err(E)</code>，而是直接 <code>panic</code>。</p>
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<p>因此 <code>unwrap</code> 简而言之：成功则返回值，失败则 <code>panic</code>，总之不进行任何错误处理。</p>
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<h4 id="示例原型测试"><a class="header" href="#示例原型测试">示例、原型、测试</a></h4>
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<p>这几个场景下，需要快速地搭建代码，错误处理会拖慢编码的速度，也不是特别有必要，因此通过 <code>unwrap</code>、<code>expect</code> 等方法来处理是最快的。</p>
|
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|
<p>同时，当我们回头准备做错误处理时，可以全局搜索这些方法，不遗漏地进行替换。</p>
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|
<h4 id="你确切的知道你的程序是正确时可以使用-panic"><a class="header" href="#你确切的知道你的程序是正确时可以使用-panic">你确切的知道你的程序是正确时，可以使用 panic</a></h4>
|
|
|
<p>因为 <code>panic</code> 的触发方式比错误处理要简单，因此可以让代码更清晰，可读性也更加好，当我们的代码注定是正确时，你可以用 <code>unwrap</code> 等方法直接进行处理，反正也不可能 <code>panic</code> ：</p>
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|
|
<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
|
|
</span><span class="boring">fn main() {
|
|
|
</span>use std::net::IpAddr;
|
|
|
let home: IpAddr = "127.0.0.1".parse().unwrap();
|
|
|
<span class="boring">}</span></code></pre>
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<p>例如上面的例子，<code>"127.0.0.1"</code> 就是 <code>ip</code> 地址，因此我们知道 <code>parse</code> 方法一定会成功，那么就可以直接用 <code>unwrap</code> 方法进行处理。</p>
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<p>当然，如果该字符串是来自于用户输入，那在实际项目中，就必须用错误处理的方式，而不是 <code>unwrap</code>，否则你的程序一天要崩溃几十万次吧！</p>
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<h4 id="可能导致全局有害状态时"><a class="header" href="#可能导致全局有害状态时">可能导致全局有害状态时</a></h4>
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<p>有害状态大概分为几类：</p>
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<ul>
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<li>非预期的错误</li>
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<li>后续代码的运行会受到显著影响</li>
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<li>内存安全的问题</li>
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</ul>
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<p>当错误预期会出现时，返回一个错误较为合适，例如解析器接收到格式错误的数据，HTTP 请求接收到错误的参数甚至该请求内的任何错误（不会导致整个程序有问题，只影响该次请求）。<strong>因为错误是可预期的，因此也是可以处理的</strong>。</p>
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<p>当启动时某个流程发生了错误，对后续代码的运行造成了影响，那么就应该使用 <code>panic</code>，而不是处理错误后继续运行，当然你可以通过重试的方式来继续。</p>
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<p>上面提到过，数组访问越界，就要 <code>panic</code> 的原因，这个就是属于内存安全的范畴，一旦内存访问不安全，那么我们就无法保证自己的程序会怎么运行下去，也无法保证逻辑和数据的正确性。</p>
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<h2 id="panic-原理剖析"><a class="header" href="#panic-原理剖析">panic 原理剖析</a></h2>
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<p>本来不想写这块儿内容，因为真的难写，但是转念一想，既然号称圣经，那么本书就得与众不同，避重就轻显然不是该有的态度。</p>
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<p>当调用 <code>panic!</code> 宏时，它会</p>
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<ol>
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<li>格式化 <code>panic</code> 信息，然后使用该信息作为参数，调用 <code>std::panic::panic_any()</code> 函数</li>
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<li><code>panic_any</code> 会检查应用是否使用了 <a href="https://doc.rust-lang.org/std/panic/fn.set_hook.html"><code>panic hook</code></a>，如果使用了，该 <code>hook</code> 函数就会被调用（<code>hook</code> 是一个钩子函数，是外部代码设置的，用于在 <code>panic</code> 触发时，执行外部代码所需的功能）</li>
|
|
|
<li>当 <code>hook</code> 函数返回后，当前的线程就开始进行栈展开：从 <code>panic_any</code> 开始，如果寄存器或者栈因为某些原因信息错乱了，那很可能该展开会发生异常，最终线程会直接停止，展开也无法继续进行</li>
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|
|
<li>展开的过程是一帧一帧的去回溯整个栈，每个帧的数据都会随之被丢弃，但是在展开过程中，你可能会遇到被用户标记为 <code>catching</code> 的帧（通过 <code>std::panic::catch_unwind()</code> 函数标记），此时用户提供的 <code>catch</code> 函数会被调用，展开也随之停止：当然，如果 <code>catch</code> 选择在内部调用 <code>std::panic::resume_unwind()</code> 函数，则展开还会继续。</li>
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|
|
</ol>
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|
|
<p>还有一种情况，在展开过程中，如果展开本身 <code>panic</code> 了，那展开线程会终止，展开也随之停止。</p>
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<p>一旦线程展开被终止或者完成，最终的输出结果是取决于哪个线程 <code>panic</code>：对于 <code>main</code> 线程，操作系统提供的终止功能 <code>core::intrinsics::abort()</code> 会被调用，最终结束当前的 <code>panic</code> 进程；如果是其它子线程，那么子线程就会简单的终止，同时信息会在稍后通过 <code>std::thread::join()</code> 进行收集。</p>
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|
<h2 id="课后练习"><a class="header" href="#课后练习">课后练习</a></h2>
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<blockquote>
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|
<p><a href="https://practice-zh.course.rs/result-panic/panic.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/panic.md">习题解答</a>。</p>
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|
</blockquote>
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|
</main>
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<nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
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<!-- Mobile navigation buttons -->
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<a rel="prev" href="../../basic/result-error/intro.html" class="mobile-nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 320 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M41.4 233.4c-12.5 12.5-12.5 32.8 0 45.3l160 160c12.5 12.5 32.8 12.5 45.3 0s12.5-32.8 0-45.3L109.3 256 246.6 118.6c12.5-12.5 12.5-32.8 0-45.3s-32.8-12.5-45.3 0l-160 160z"/></svg></span>
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</a>
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<a rel="next prefetch" href="../../basic/result-error/result.html" class="mobile-nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 320 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M278.6 233.4c12.5 12.5 12.5 32.8 0 45.3l-160 160c-12.5 12.5-32.8 12.5-45.3 0s-12.5-32.8 0-45.3L210.7 256 73.4 118.6c-12.5-12.5-12.5-32.8 0-45.3s32.8-12.5 45.3 0l160 160z"/></svg></span>
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</a>
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<div style="clear: both"></div>
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</nav>
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</div>
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</div>
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<nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
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</a>
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<a rel="next prefetch" href="../../basic/result-error/result.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
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