6.3 用 if let 与 let...else 简化控制流

译文 · 基于 The Rust Programming Language（rustc 1.97.1）

用 if let 与 let…else 简化控制流

原文链接: https://doc.rust-lang.org/stable/book/ch06-03-if-let.html

用 if let 与 let...else 简化控制流

　　if let 语法让你把 if 和 let 结合起来，以更简洁的方式处理匹配某一模式的值，同时忽略其余情况。考虑示例 6-6 中的程序：它对 config_max 变量中的 Option<u8> 值做 match，但只想在值为 Some 变体时执行代码。

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    let config_max = Some(3u8);
    match config_max {
        Some(max) => println!("The maximum is configured to be {max}"),
        _ => (),
    }

示例 6-6：只关心值是 Some 时执行代码的 match

　　若值是 Some，我们通过在模式中把值绑定到变量 max 来打印 Some 变体中的值。对于 None 值我们不想做任何事。为满足 match 表达式，在只处理一个变体之后还必须加上 _ => ()，这是烦人的样板代码。

　　取而代之，可以用 if let 写得更短。下面的代码与示例 6-6 中的 match 行为相同：

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    let config_max = Some(3u8);
    if let Some(max) = config_max {
        println!("The maximum is configured to be {max}");
    }

　　if let 语法接受一个模式和一个由等号分隔的表达式。它的工作方式与 match 相同：表达式交给 match，模式则是其第一个分支。此处模式是 Some(max)，max 绑定到 Some 内部的值。然后可以在 if let 块的主体中使用 max，方式与在对应的 match 分支中使用 max 相同。只有当值匹配该模式时，if let 块中的代码才会运行。

　　使用 if let 意味着少写一些代码、缩进更少、样板也更少。不过，你也失去了 match 强制的穷尽性检查——那种检查能确保你没有漏掉任何情况。在 match 与 if let 之间如何取舍，取决于具体场景，以及你是否愿意为简洁而牺牲穷尽性检查。

　　换言之，可以把 if let 看作一种语法糖：相当于一个在值匹配某一模式时运行代码、然后忽略所有其他值的 match。

　　我们可以给 if let 加上 else。与 else 关联的代码块，等同于与该 if let 和 else 等价的 match 表达式中 _ 情况关联的代码块。回想示例 6-4 中的 Coin 枚举定义，其中 Quarter 变体还保存了 UsState 值。若我们想统计见到的所有非 25 美分硬币，同时报出 25 美分硬币的州名，可以用 match 表达式这样做：

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    let mut count = 0;
    match coin {
        Coin::Quarter(state) => println!("State quarter from {state:?}!"),
        _ => count += 1,
    }

　　或者也可以用 if let 和 else 表达式，像这样：

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    let mut count = 0;
    if let Coin::Quarter(state) = coin {
        println!("State quarter from {state:?}!");
    } else {
        count += 1;
    }

用 let...else 留在「成功路径」上

　　常见模式是：当值存在时执行某些计算，否则返回默认值。继续用带有 UsState 值的硬币例子：若我们想根据 25 美分硬币上州的历史长短说点有趣的话，可以在 UsState 上引入一个方法来检查州的年龄，像这样：

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impl UsState {
    fn existed_in(&self, year: u16) -> bool {
        match self {
            UsState::Alabama => year >= 1819,
            UsState::Alaska => year >= 1959,
            // -- snip --
        }
    }
}

　　然后，我们可以像示例 6-7 那样，用 if let 匹配硬币类型，并在条件体中引入 state 变量。

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fn describe_state_quarter(coin: Coin) -> Option<String> {
    if let Coin::Quarter(state) = coin {
        if state.existed_in(1900) {
            Some(format!("{state:?} is pretty old, for America!"))
        } else {
            Some(format!("{state:?} is relatively new."))
        }
    } else {
        None
    }
}

示例 6-7：用嵌套在 if let 内的条件检查某州在 1900 年是否已存在

　　这样能完成任务，却把主要逻辑都放进了 if let 语句的主体里；若要做的事更复杂，可能很难看清顶层各分支究竟如何关联。我们也可以利用表达式会产生值这一点，要么从 if let 产生 state，要么提前返回，如示例 6-8 所示。（用 match 也能做类似的事。）

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fn describe_state_quarter(coin: Coin) -> Option<String> {
    let state = if let Coin::Quarter(state) = coin {
        state
    } else {
        return None;
    };

    if state.existed_in(1900) {
        Some(format!("{state:?} is pretty old, for America!"))
    } else {
        Some(format!("{state:?} is relatively new."))
    }
}

示例 6-8：用 if let 产生值或提前返回

　　不过这种写法同样繁琐：if let 的一个分支产生值，另一个分支则直接 return。

　　为了更优雅地表达这种常见模式，Rust 提供了 let...else。let...else 语法左侧是模式、右侧是表达式，与 if let 非常相似，但它没有 if 分支，只有 else 分支。若模式匹配，它会把模式中的值绑定到外层作用域；若模式不匹配，程序会进入 else 分支，而该分支必须从函数返回。

　　在示例 6-9 中，可以看到用 let...else 替代 if let 后示例 6-8 的样子。

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fn describe_state_quarter(coin: Coin) -> Option<String> {
    let Coin::Quarter(state) = coin else {
        return None;
    };

    if state.existed_in(1900) {
        Some(format!("{state:?} is pretty old, for America!"))
    } else {
        Some(format!("{state:?} is relatively new."))
    }
}

示例 6-9：用 let...else 理顺函数中的控制流

　　注意：这样一来，函数主体可以沿着主流程编写，而不像 if let 那样把控制流拆成两个截然不同的分支。

　　若遇到用 match 表达起来过于啰嗦的程序逻辑，请记住：if let 和 let...else 也在你的 Rust 工具箱里。

总结

　　我们现在已经介绍了如何用枚举创建可以是一组枚举值之一的自定义类型。我们展示了标准库的 Option<T> 类型如何帮助你利用类型系统防止错误。当枚举值内部有数据时，可以用 match 或 if let 提取并使用这些值，取决于你需要处理多少种情况。

　　你的 Rust 程序现在可以用结构体和枚举表达领域中的概念。创建在 API 中使用的自定义类型能确保类型安全：编译器会保证你的函数只接收每个函数所期望类型的值。

　　为了向用户提供组织良好、易于使用、且恰好只暴露用户所需内容的 API，接下来我们转向 Rust 的模块。