我在学习Rust时，注意到有4个概念经常放到一起讨论：Result、Option、unwapr和?操作符。本文记录了我对这4个Rust概念的思考，这个思考过程帮助我理解并学会了如何写出更地道的Rust代码。
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1、Option - 可空变量
虽然Rust中有null的概念，但是使用null并不是Rust中常见的模式。假设我们要写一个函数，输入一种手机操作系统的名称，这个函数就会返回其应用商店的名称。如果传入字符串iOS，该函数将返回App Store；如果传入字符串android，那么该函数将返回Play Store。任何其他的输入都被视为无效。
在大多数开发语言中，我们可以选择返回null或字符串invalid来表示无效的结果，不过这不是Rust的用法。
地道的Rust代码应该让该函数返回一个Option。Option或更确切的说Option<T>是一个泛型，可以是Some<T>或None（为了便于阅读，后续文章中将省略类型参数T）。Rust将Some和None称为变体（Variant） —— 这一概念在其他语言中并不存在，因此我也不
去定义到底什么是变体了。
在我们的示例中，正常情况下函数将返回包裹在Some变体中的字符串常量App Store或Play Store。而在非正常情况下，函数将返回None。
fn find_store(mobile_os: &str) -> Option<&str> {
match mobile_os {
"iOS" => Some("App Store"),
"android" => Some("Play Store"),
_ => None
}
}要使用find_store()，我们可以用如下方式调用：
fn main() {
println!("{}", match find_store("windows") {
Some(s) => s,
None => "Not a valid mobile OS"
});
}完整的代码如下：
fn find_store(mobile_os: &str) -> Option<&str> {
match mobile_os {
"iOS" => Some("App Store"),
"android" => Some("Play Store"),
_ => None
}
}
fn main() {
println!("{}", match find_store("windows") {
Some(s) => s,
None => "Not a valid mobile OS"
});
}2、Result - 包含错误信息的结果
Result，或者更确切地说Result<T,E>，是和Rust中的Option相关的概念，它是一个加强版本的Option。
Result可能有以下结果之一：
- Ok(T)：结果为成员T
- Err(E)：结果为故障成员E
与之前我们看到Option可以包含Some或None不同，Result中包含了错误相关信息，这是Option中所没有的。
让我们看一个函数实例，它返回一个Result。该函数摘自用于解析JSON字符串的serde_json库，其签名为：
pub fn from_str<'a, T>(s: &'a str) -> Result<T, Error>
where
T: Deserialize<'a>, 假设我们要解析如下的字符串：
let json_string = r#"
{
"name": "John Doe",
"age": 43,
"phones": [
"+44 1234567",
"+44 2345678"
]
}"#;目标是解析为Rust的一个person结构对象：
#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct Person {
name: String,
age: u8,
phones: Vec<String>,
}解析过程的Rust代码如下：
let p:Person = match serde_json::from_str(json_string) {
Ok(p) => p,
Err(e) => ... //we will discuss what goes here next
};正常情况下可以得到期望的结果。不过假设在输入的json_string中有一个笔误，这导致程序运行时将执行Err分支。
当碰到Err时，我们可以采取两个动作：
- panic!
- 返回Err
3、unwrap - 故障时执行panic！
在上面的示例中，假设我们期望panic!：
let p: Person = match serde_json::from_str(data) {
Ok(p) => p,
Err(e) => panic!("cannot parse JSON {:?}, e"), //panic
}当碰到Err时，上面的代码panic!就会崩掉整个程序，也许这不是你期望的。我们可以修改为：
let p:Person = serde_json::from_str(data).unwrap();如果我们可以确定输入的json_string始终会是可解析的，那么使用unwrap没有问题。但是如果会出现Err，那么程序就会崩溃，无法从故障中恢复。在开发过程中，当我们更关心程序的主流程时，unwrap也可以作为快速
原型使用。
因此unwrap隐含了panic!。虽然与更显式的版本没有差异，但是危险在于其隐含特性，因为有时这并不是你真正期望的行为。
无论如何，如果我们需要调用panic!，代码如下：
use serde::{Deserialize, Serialize};
use serde_json::Result;
#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct Person {
name: String,
age: u8,
phones: Vec<String>,
}
fn typed_example() -> Result<()> {
//age2 is error on purpose
let data = r#"
{
"name": "John Doe",
"age2": 43,
"phones": [
"+44 1234567",
"+44 2345678"
]
}"#;
let p:Person = serde_json::from_str(data).unwrap();
println!("Please call {} at the number {}", p.name, p.phones[0]);
Ok(())
}
fn main() {
match typed_example() {
Ok(_) => println!("program ran ok"),
Err(_) => println!("program ran with error"),
}
}4、? - 故障时返回Err对象
当碰到Err时，我们不一定要panic!，也可以返回Err。不是每个Err都是不可恢复的，因此有时并不需要panic!。下面的代码返回Err：
let p: Person = match serde_json::from_str(data) {
Ok(p) => p,
Err(e) => return Err(e.into()),
};?操作符提供了一个更简洁的方法来替换上面的代码：
let p:Person = serde_json::from_str(data)?;这时完整的Rust程序代码如下：
use serde::{Deserialize, Serialize};
use serde_json::Result;
#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct Person {
name: String,
age: u8,
phones: Vec<String>,
}
fn typed_example() -> Result<()> {
//age2 is error on purpose
let data = r#"
{
"name": "John Doe",
"age2": 43,
"phones": [
"+44 1234567",
"+44 2345678"
]
}"#;
let p: Person = serde_json::from_str(data)?;
println!("Please call {} at the number {}", p.name, p.phones[0]);
Ok(())
}
fn main() {
match typed_example() {
Ok(_) => println!("program ran ok"),
Err(e) => println!("program ran with error {:?}", e),
}
}5、使用unwrap和?解包Option
就像我们可以使用unwarp和?来处理Result，我们也可以使用unwrap和?来处理Option。
如果我们unwrap的Option的值是None，那么程序就会panic!。示例如下：
fn next_birthday(current_age: Option<u8>) -> Option<String> {
// If `current_age` is `None`, this returns `None`.
// If `current_age` is `Some`, the inner `u8` gets assigned to `next_age` after 1 is added to it
let next_age: u8 = current_age?;
Some(format!("Next year I will be {}", next_age + 1))
}
fn main() {
let s = next_birthday(None);
match s {
Some(a) => println!("{:#?}", a),
None => println!("No next birthday")
}
}
