09-错误处理

panic 与 Result、? 传播及何时 panic 的决策要点

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精要笔记 · 基于 TRPL 简体中文 第9章

错误处理

Rust 无异常；分两类：

类型机制场景
不可恢复panic!bug、违反契约
可恢复Result<T, E>文件不存在等可处理失败

用 panic! 处理不可恢复的错误

  • 触发方式：显式 panic!；或越界访问等。
  • 默认：展开（unwind）栈并清理；可设 panic = 'abort' 直接终止（release 减小体积）。
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[profile.release]
panic = 'abort'

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panic!("crash and burn");

使用 panic! 的 backtrace

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RUST_BACKTRACE=1 cargo run
  • 从 backtrace 最上往下找自己项目的第一个帧。

用 Result 处理可恢复的错误

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

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let f = File::open("hello.txt");  // Result<File, io::Error>

匹配不同的错误

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let f = File::open("hello.txt").unwrap_or_else(|error| {
    if error.kind() == ErrorKind::NotFound {
        File::create("hello.txt").unwrap_or_else(|e| panic!("create: {e:?}"))
    } else {
        panic!("open: {error:?}")
    }
});

失败时 panic 的快捷方式

  • unwrap()：Ok 取值，Err 则 panic。
  • expect("msg")：同上，可自定义 panic 信息（生产更推荐）。

传播错误

  • 函数返回 Result，用 return Err(e) 或 ? 向上传播。
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fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
    let mut s = String::new();
    File::open("hello.txt")?.read_to_string(&mut s)?;
    Ok(s)
}

// 更简
fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
    fs::read_to_string("hello.txt")
}
  • ?：Ok 解包继续；Err 经 From 转换后提前 return。
  • 限制：只能在返回 Result / Option / 实现 FromResidual 的函数中用。
  • main 可返回 Result<(), Box<dyn Error>>，末尾 Ok(())；Err 退出码非 0。

哪里可以使用 ? 运算符

  • Result 上 ? ↔ 返回 Result 的函数；Option 同理；不可混用（需 ok / ok_or 转换）。

要不要 panic!

用 Result（默认）用 panic!
调用者决定如何处理不可恢复 / 有害状态
预期可能失败（解析、HTTP 限流）违反函数契约、无效前置条件
库 API 暴露错误示例、原型、unwrap 占位

示例、代码原型和测试

  • 原型/测试：unwrap / expect 可接受；测试失败即 panic。

当你比编译器知道更多时

  • 逻辑上不可能 Err 时用 expect("原因")，并在消息中说明假设。

错误处理指导原则

  • 有害状态（不变量被破坏）且无法编码进类型 → panic。
  • 用类型系统减少运行时检查（非 Option 即必有值；u32 非负等）。

为验证创建自定义类型

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pub struct Guess { value: i32 }

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Self {
        if !(1..=100).contains(&value) {
            panic!("Guess must be 1..=100, got {value}");
        }
        Guess { value }
    }
    pub fn value(&self) -> i32 { self.value }
}
  • 私有字段 + new 构造：保证有效范围；API 文档应说明 panic 条件。
最后修改 July 30, 2026: 更新 (33710aaae)