Rust学习笔记 11：错误处理

对应代码文件：src/bin/11_error_handling.rs

运行命令：

cargo run --bin lesson11_error_handling

学习目标

Rust 把错误分成可恢复错误和不可恢复错误。可恢复错误通常用 Result 表达。

错误处理是 Rust 代码可读性的重要部分。你需要明确说明失败时程序应该如何反应。

• 理解 Result<T, E> 的含义。
• 会用 match 处理成功和失败。
• 掌握 unwrap、expect 的风险和适用场景。
• 理解 ? 运算符如何传播错误。

核心概念速查

术语	基本意思	本节用途
Result	表示成功或失败的枚举。	Ok(T) 是成功，Err(E) 是错误。
panic	不可恢复错误，程序通常终止当前线程。	适合违反程序假设的严重问题。
unwrap	取出 Ok 或 Some 的值，失败时 panic。	初学和测试可用，生产代码要谨慎。
expect	类似 unwrap，但可以提供 panic 信息。	比 unwrap 更容易定位原因。
? 运算符	成功时取值，失败时提前返回错误。	用于简化错误传播。

完整源码

use std::fs;
use std::io;

fn parse_number(text: &str) -> Result<i32, std::num::ParseIntError> {
    // ? 会在错误时提前返回 Err，在成功时取出 Ok 内的值。
    let value = text.trim().parse::<i32>()?;
    Ok(value)
}

fn read_config() -> Result<String, io::Error> {
    // 这里故意读取一个可能不存在的文件，用于演示错误传播。
    fs::read_to_string("config.txt")
}

fn main() {
    match parse_number("42") {
        Ok(value) => println!("解析成功: {value}"),
        Err(error) => println!("解析失败: {error}"),
    }

    match parse_number("not a number") {
        Ok(value) => println!("解析成功: {value}"),
        Err(error) => println!("解析失败: {error}"),
    }

    match read_config() {
        Ok(content) => println!("配置内容: {content}"),
        Err(error) => println!("读取配置失败，但程序继续运行: {error}"),
    }

    // panic! 用于不可恢复错误；普通业务错误更推荐 Result。
    println!("可恢复错误用 Result，不可恢复错误才考虑 panic!。");
}

运行与观察

使用 cargo run --bin lesson11_error_handling 可以只运行本节示例。

这里的 --bin 后面写的是 Cargo.toml 中声明的目标名，不是 .rs 文件名。文件名用于组织源码，bin 名用于 Cargo 运行。

建议初学时先直接运行，再修改一两行代码观察编译器提示。Rust 的错误信息通常会指出所有权、类型或借用规则哪里不满足。

逐段解读

返回 Result

示例函数用 Result<i32, String> 表示可能成功也可能失败。

match 处理

match result 分别处理 Ok(value) 和 Err(message)。

expect

用于明确表达“这里失败就说明输入不符合预期”。

? 传播

在返回 Result 的函数中，? 可以减少嵌套匹配。

专有词语详解

Result

表示成功或失败的枚举。

Ok(T) 是成功，Err(E) 是错误。

panic

不可恢复错误，程序通常终止当前线程。

适合违反程序假设的严重问题。

unwrap

取出 Ok 或 Some 的值，失败时 panic。

初学和测试可用，生产代码要谨慎。

expect

类似 unwrap，但可以提供 panic 信息。

比 unwrap 更容易定位原因。

? 运算符

成功时取值，失败时提前返回错误。

用于简化错误传播。

初学者拓展

Rust 没有异常机制作为主路径。失败是类型的一部分，调用方必须面对。

Result<T, E> 中 T 是成功值类型，E 是错误值类型。

? 只能用于返回兼容错误类型的函数。它不是忽略错误，而是把错误交给上层。

库代码通常返回 Result，应用入口可以选择打印错误、重试或退出。

常见误区

• 不要在所有地方使用 unwrap()。它会让程序在错误输入时直接崩溃。
• expect() 的信息应该说明你假设了什么，而不是写空泛的 error。
• 使用 ? 前确认当前函数返回 Result 或兼容类型。
• 不要吞掉错误。至少应该记录、返回或明确处理。

进阶练习与参考答案

练习 1：安全除法

要求：写函数处理除以零错误。

参考答案：

fn divide(a: i32, b: i32) -> Result<i32, String> {
    if b == 0 {
        Err(String::from("不能除以零"))
    } else {
        Ok(a / b)
    }
}

fn main() {
    match divide(10, 2) {
        Ok(value) => println!("{value}"),
        Err(error) => println!("错误: {error}"),
    }
}

解释：除数为 0 是可预期错误，用 Result 返回给调用方。

练习 2：用 ? 传播错误

要求：解析两个字符串并相加。

参考答案：

fn parse_sum(a: &str, b: &str) -> Result<i32, std::num::ParseIntError> {
    let left: i32 = a.parse()?;
    let right: i32 = b.parse()?;
    Ok(left + right)
}

fn main() {
    println!("{:?}", parse_sum("40", "2"));
}

解释：? 在解析失败时直接返回 Err，成功时取出数字。

练习 3：替换 unwrap

要求：把 unwrap 改成 match 处理。

参考答案：

fn main() {
    let raw = "abc";
    match raw.parse::<i32>() {
        Ok(value) => println!("{value}"),
        Err(error) => println!("解析失败: {error}"),
    }
}

解释：match 让失败路径也被明确写出来。

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