Rust 错误处理

Rust 错误处理

在Rust中，错误可以分为以下两大类别，如下表所示。

可恢复的错误是一种可以纠正的错误。当程序遇到可恢复的错误时，可以重试失败的操作或指定替代的行动方案。可恢复的错误不会导致程序突然失败。一个示例是文件未找到的错误。

不可恢复的错误会导致程序突然失败。如果发生不可恢复的错误，程序无法恢复到正常状态。它无法重试失败的操作或撤销错误。一个示例是试图访问数组末尾之外的位置。

与其他编程语言不同，Rust没有异常。它对可恢复的错误返回一个枚举类型 Result<T, E>，而如果程序遇到不可恢复的错误，则调用 panic 宏。panic宏会导致程序突然退出。

panic宏和不可恢复的错误

panic!宏允许程序立即终止并向程序的调用者提供反馈。当程序达到不可恢复状态时应使用它。

fn main() {
   panic!("Hello");
   println!("End of main"); //unreachable statement
}

在上面的示例中，当程序遇到panic！宏时，它将立即终止。

输出

thread 'main' panicked at 'Hello', main.rs:3

示例：panic! macro

fn main() {
   let a = [10,20,30];
   a[10]; //invokes a panic since index 10 cannot be reached
}

输出如下：

warning: this expression will panic at run-time
--> main.rs:4:4
  |
4 | a[10];
  | ^^^^^ index out of bounds: the len is 3 but the index is 10

$main
thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len 
is 3 but the index is 10', main.rs:4
note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.

程序可以调用panic！宏，如果违反了业务规则，如下所示的示例

fn main() {
   let no = 13; 
   //try with odd and even
   if no%2 == 0 {
      println!("Thank you , number is even");
   } else {
      panic!("NOT_AN_EVEN"); 
   }
   println!("End of main");
}

如果分配给变量的值是奇数，则上述示例返回错误。

输出

thread 'main' panicked at 'NOT_AN_EVEN', main.rs:9
note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.

Result枚举和可恢复的错误

Result枚举- 可用于处理可恢复的错误。它有两个变体 – OK 和 Err 。 T 和 E 是泛型类型参数。 T 表示在OK变体的成功情况下将返回的值的类型，而 E 表示在Err变体的失败情况下将返回的错误类型。

enum Result<T,E> {
   OK(T),
   Err(E)
}

让我们通过一个示例来理解这个问题−

use std::fs::File;
fn main() {
   let f = File::open("main.jpg"); 
   //this file does not exist
   println!("{:?}",f);
}

程序会返回 OK（文件） 如果文件已经存在，并且 Err（错误） 如果找不到文件。

Err(Error { repr: Os { code: 2, message: "No such file or directory" } })

现在让我们看看如何处理 Err 变体。

以下示例处理使用 match 语句打开文件时返回的错误。

use std::fs::File;
fn main() {
   let f = File::open("main.jpg");   // main.jpg doesn't exist
   match f {
      Ok(f)=> {
         println!("file found {:?}",f);
      },
      Err(e)=> {
         println!("file not found \n{:?}",e);   //handled error
      }
   }
   println!("end of main");
}

注意 - 尽管文件未找到，该程序打印出主要事件的结束。这意味着程序已经优雅地处理错误。

输出

file not found
Os { code: 2, kind: NotFound, message: "The system cannot find the file specified." }
end of main

示例

is_even函数如果数字不是偶数，则返回一个错误。main()函数处理这个错误。

fn main(){
   let result = is_even(13);
   match result {
      Ok(d)=>{
         println!("no is even {}",d);
      },
      Err(msg)=>{
         println!("Error msg is {}",msg);
      }
   }
   println!("end of main");
}
fn is_even(no:i32)->Result<bool,String> {
   if no%2==0 {
      return Ok(true);
   } else {
      return Err("NOT_AN_EVEN".to_string());
   }
}

注意 − 因为主要函数可以优雅地处理错误，所以会打印出主函数语句的末尾。

输出

Error msg is NOT_AN_EVEN
end of main

unwrap()和expect()

标准库中包含了一些辅助方法，这两个枚举类型 – Result<T,E>和Option都实现了这些方法。你可以使用它们来简化错误情况，当你真的不希望出现错误时。在方法成功时，使用”unwrap”函数来提取实际结果。

unwrap()

解包()函数在操作成功时返回实际结果。如果操作失败，则返回带有默认错误消息的恐慌。该函数是 match 语句的简写形式。以下是示例：

fn main(){
   let result = is_even(10).unwrap();
   println!("result is {}",result);
   println!("end of main");
}
fn is_even(no:i32)->Result<bool,String> {
   if no%2==0 {
      return Ok(true);
   } else {
      return Err("NOT_AN_EVEN".to_string());
   }
}
result is true
end of main

将上面的代码修改，将一个奇数传递给 is_even() 函数。

unwrap() 函数将会抛出异常并返回一个默认的错误信息，如下所示

thread 'main' panicked at 'called `Result::unwrap()` on 
an `Err` value: "NOT_AN_EVEN"', libcore\result.rs:945:5
note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace

expect()

程序在发生panic情况下可以返回自定义错误信息。如下示例所示：

use std::fs::File;
fn main(){
   let f = File::open("pqr.txt").expect("File not able to open");
   //file does not exist
   println!("end of main");
}

函数expect()与unwrap()类似。唯一的区别是，可以使用expect显示自定义的错误消息。

输出

thread 'main' panicked at 'File not able to open: Error { repr: Os 
{ code: 2, message: "No such file or directory" } }', src/libcore/result.rs:860
note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.