Rust 中的 Option、Result 和 ? 运算符

Option类型

在编程中，我们经常会遇到某个值或者某个数据域可能存在，可能不存在；如果存在，它才会包含某个值。在C/C++ 中，一般会使用 NULL 表示不存在这种情况，而 NULL 是很多异常和安全的祸根。Rust 从语言层面就删除了对 NULL 的支持，并在标准库中引入 Option 类型，用于表示上述那种可能存在可能不存在的情况。

Option 类型定义如下，它包含在 prelude 中，可以直接引用。

pub enum Option<T> {
    None,
    Some(T),
}

Result 类型

一个功能、服务的执行结果分为2类：（1）执行成功，返回执行结果；（2）执行失败，返回失败原因。在传统编程语言中，一般使用同一类型的返回值表示这两类结果，这会容易出现混淆。Rust 标准库引入 Result 类型，它是一个 enum 类型，用不同的枚举值类型表示两类结果。同时，基于Rust enum 类型的优点，将执行结果和失败原因包含在其中。借助特定声明式标记#[must_use] ，在代码没有处理这个结果时，给出编译警告，提供程序员优化代码。

Result 类型定义如下，它包含在 prelude 中，可以直接应用。

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

? 运算符

良好的 Rust 代码，很多时候，函数返回的是 Result 类型，如果每个调用都要处理一次返回值，代码就比较繁琐，很多时候，当调用的子函数返回的是 Err 时，我们只是想把这个 Err 传导到调用者函数，借助 ? 运算符，我们就可以实现这样功能。如果子函数返回的是 Ok 时，函数继续往下走；如果返回的是 Err，函数返回并返回这个 Err，由更上层的调用者负责具体处理 Result。

fn fun1() -> Result<int32, String> {

}

fn fun2() -> Result<int32, String> {

}

fn fun1() -> Result<int32, String> {

}


/// 传统处理方式
fn fun() -> Result<int32, String> {
	if let Err(e) = fun1() {
    return Err(e);
  }

	if let Err(e) = fun2() {
    return Err(e);
  }

	if let Err(e) = fun3() {
    return Err(e);
  }

	Ok(i)
}

/// 借助 ? 运算符
fn fun() -> Result<int32, String> {
	fun1()?;
  fun2()?;
  fun3()?;

	Ok(i)
}

/// 当然，在更上层的调用函数中，还是需要程序员处理这个Result的。比如
fn main() {

  // fun() 的调用者 main() 返回值不是 Result，就无法再向上传导了。
  // 或者fun() 的调用者需要主动对 Err 做处理时，就不要再直接向上传导。
	let ret = fun();

  match ret {
    Ok(i) => {
      println!("success, ret is {i}");
    }
    Err(e) => {
      println!("Fail, error reason is {e:}");
    }
  }
}

? 运算符同样适用于 Option，当遇到 None 时，直接返回并向上传导。