Rust 错误处理

在 Rust 中，错误处理是一门艺术。它不像 Java 或 Python 那样使用“异常（Exceptions）”，而是通过强大的类型系统来强制你面对现实：程序总会出点意外。

Rust 将错误分为两大类：不可恢复错误和可恢复错误。

0) 不可恢复错误：`panic!`

当程序遇到无法处理的灾难性问题（如数组越界、除以零）时，会触发 panic!。此时程序会打印错误信息、展开（unwind）并清理栈数据，最后退出。

fn main() {
    panic!("程序在这里原地爆炸了");
}

适用场景：逻辑漏洞、无法恢复的系统状态、示例代码或测试。

1) 可恢复错误：`Result<T, E>`

这是 Rust 错误处理的精髓。它是一个枚举，定义如下：

enum Result<T, E> {
    Ok(T),  // 成功时返回的数据
    Err(E), // 失败时返回的错误信息
}

如何处理 `Result`？

A. 模式匹配 (Match)

最原始、最彻底的处理方式。

use std::fs::File;
 
let f = File::open("hello.txt");
let file = match f {
    Ok(file) => file,
    Err(error) => panic!("打开文件失败: {:?}", error),
};

B. 快捷处理：`unwrap` 和 `expect`

如果你确定（或不在乎）结果一定是 Ok，可以使用这两个方法。

unwrap()：如果是 Err，直接 panic。
expect("自定义错误消息")：如果是 Err，带着你的消息 panic。

C. 给默认值：`unwrap_or` 和 `unwrap_or_else`

当你不想 panic，而是希望在失败/为空时回退到一个默认值，可以用：

unwrap_or(default)：直接给一个默认值（默认值会被立即求值）
unwrap_or_else(|| default)：给一个闭包，只有在需要默认值时才计算（惰性求值）

这两个方法在 Option<T> 和 Result<T, E> 上都能用：

// Option<T>
let port: u16 = std::env::var("PORT")
    .ok()
    .and_then(|s| s.parse().ok())
    .unwrap_or(8080);
 
let port2: u16 = std::env::var("PORT")
    .ok()
    .and_then(|s| s.parse().ok())
    .unwrap_or_else(|| {
        // 只有在没有 PORT 时才会执行
        8080
    });
 
// Result<T, E>
let n: i32 = "123".parse::<i32>().unwrap_or(0);
let n2: i32 = "123".parse::<i32>().unwrap_or_else(|_err| 0);

一般经验是：

默认值很便宜、也不依赖错误信息：优先 unwrap_or
默认值计算较贵、或你想基于 Err 做日志/分支：用 unwrap_or_else

2) 错误传播的艺术：`?` 运算符

这是 Rust 开发中最常用的“语法糖”。它让错误处理变得极其简洁。

如果函数返回 Result，你可以在调用其他返回 Result 的方法后加一个 ?。

如果结果是 Ok，它会解包出里面的值。
如果结果是 Err，它会立即提前返回，把错误抛给调用者。

use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
 
fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
    let mut f = File::open("hello.txt")?; // 如果失败，直接返回 Err
    let mut s = String::new();
    f.read_to_string(&mut s)?; // 如果失败，直接返回 Err
    Ok(s)
}

3) `Option<T>`：处理“空值”

Rust 没有 null。当一个值可能存在也可能不存在时，使用 Option<T>。

Some(T)：找到了值。
None：啥也没有。

它同样支持 match、unwrap 以及 ? 运算符。

4) 进阶：自定义错误类型

在大型项目中，通常会定义自己的错误类型，或者使用社区流行的库来简化逻辑：

thiserror：适合开发库（Library），帮助你快速定义规范的错误类型。
anyhow：适合开发应用（Application），它提供了一个万能的错误类型 anyhow::Result，让你随心所欲地抛出各种错误。

💡 核心建议

多用 Result，少用 panic!。
善用 ? 运算符，保持代码整洁。
不要滥用 unwrap，除非是在写 Demo 或测试代码，否则它就是程序崩溃的隐患。

Rust 错误处理

0) 不可恢复错误：panic!

1) 可恢复错误：Result<T, E>

如何处理 Result？