錯誤不可避免，可能由于各種原因而發生：從無效的用戶輸入到網絡故障、硬件故障或編程錯誤，不一而足。錯誤處理是檢測和報告錯誤并從中恢復的機制，以防程序崩潰或數據損壞。
有效的錯誤處理在Rust中至關重要。它讓您可以創建穩健可靠的應用程序，可以處理意外的錯誤和故障。Rust的錯誤處理機制讓您可以開發更易于維護的有彈性且安全的程序。
一、Rust中的錯誤類型
Rust有一個豐富的類型系統，可以根據錯誤的類型熟練處理錯誤。Rust豐富的錯誤類型系統較之傳統錯誤處理方法具有的好處不可低估。錯誤類型系統提供了改進的類型安全、可組合性、表達性和可調試性。
下面是Rust中常見的錯誤類型：
- std::io::Error類型表示I/O錯誤，比如未找到文件、權限被拒絕或到達文件結束。
- std::num::ParseIntError類型表示發生字符串到整數解析操作所出現的錯誤。
- std::option::NoneError類型表示打開空選項引起的錯誤。
- std::result:: result <T, E>類型是一個泛型Result類型，可以用來表示任何錯誤。
每種錯誤類型都有各自的一組方法和特征，用于以特定的方式來處理它。
下面是Rust中文件讀取操作的錯誤處理示例：
use std::fs::File;
use std::io::Read;
fn read_file(path: &str) -> Result<String, std::io::Error> {
let mut file = File::open(path)?;
let mut contents = String::new();
file.read_to_string(&mut contents)?;
Ok(contents)
}
read_file函數讀取指定路徑中文件的內容，并將其作為字符串返回。如果文件打開或讀取操作失敗，它就返回std::io::Error。?操作符傳送錯誤，并將錯誤作為Result返回。
二、Rust中的錯誤處理機制
確保Rust安全性的一個關鍵特征是其錯誤處理機制。Rust中有四種主要的錯誤處理機制：Result類型、Option類型、panic!宏和Error特征。
Result類型和Option類型支持結構化錯誤處理。您可以使用panic!宏來處理不可恢復的錯誤。Error特征讓您可以定義自定義錯誤類型和自定義錯誤處理。
1.Result類型
Result類型是一個內置類型，表示可能失敗的操作的結果。它有兩個變量：Ok變量，表示成功并含有一個值；以及Err變量，表示失敗并含有一個錯誤值。
下面介紹如何使用Result類型打開一個文件并讀取其內容：
use std::fs::File;
use std::io::prelude::*;
fn read_file(file_path: &str) -> Result<String, std::io::Error> {
let mut file = File::open(file_path)?;
let mut contents = String::new();
file.read_to_string(&mut contents)?;
Ok(contents)
}
fn main() {
let result = read_file("file.txt");
match result {
Ok(contents) => println!("{}", contents),
Err(e) => println!("Error: {}", e),
}
}
read_file函數接受文件路徑，并返回Result<String, std::io::Error>錯誤。如果文件讀取或打開操作失敗，函數返回Err值。否則，函數返回Ok值。在main函數中，match語句處理Result值，并根據文件操作的情況打印輸出結果。
2.Option類型
Option類型是表示值存在或不存在的內置類型。Option類型有兩個變體。Some表示值，None表示沒有值。
下面介紹如何使用Option類型來檢索向量的第一個元素。
fn get_first_element<T: Clone>(vec: Vec<T>) -> Option<T> {
if vec.is_empty() {
None
} else {
Some(vec.first().unwrap().clone())
}
}
fn main() {
let vec = vec![1, 2, 3];
let result = get_first_element(vec);
match result {
Some(element) => println!("{}", element),
None => println!("The vector is empty."),
}
}
get_first_element函數返回Option<T>類型。如果向量為空，函數返回None；否則，函數返回含有向量第一個元素的Some。在main函數中，match語句處理Option值。如果Option值為Some，函數打印輸出第一個元素。否則，函數打印輸出一條消息，表明該向量為空。
3.panic!宏
panic!宏提供了在Rust中處理不可恢復的錯誤的功能。一調用panic!宏，它打印輸出錯誤消息并終止程序。
下面這個示例表明使用panic!宏來表示函數擁有無效參數。
fn divide(dividend: f64, divisor: f64) -> f64 {
if divisor == 0.0 {
panic!("The divisor cannot be zero.");
}
dividend / divisor
}
fn main() {
let result = divide(4.0, 0.0);
println!("{}", result);
}
divide函數檢查除數是否為零；如果除數為零，函數調用帶有錯誤消息的panic!宏；否則，函數計算并返回結果。
main函數調用帶有無效參數的divide函數來觸發panic!宏。
下面是錯誤信息：
4.Error特征
Error特征是定義錯誤類型行為的內置特征。Error特征提供了定義自定義錯誤類型和自定義錯誤處理的功能。
下面是定義自定義錯誤類型的示例，該錯誤類型表示文件未找到錯誤。
use std::error::Error;
use std::fmt;
use std::io::Read;
#[derive(Debug)]
struct FileNotFound(String);
impl fmt::Display for FileNotFound {
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
write!(f, "File not found: {}", self.0)
}
}
impl Error for FileNotFound {}
fn read_file(file_path: &str) -> Result<String, Box<dyn Error>> {
let mut file = std::fs::File::open(file_path).map_err(|e| FileNotFound(format!("{}", e)))?;
let mut contents = String::new();
file.read_to_string(&mut contents)?;
Ok(contents)
}
fn main() {
let result = read_file("file.txt");
match result {
Ok(contents) => println!("{}", contents),
Err(e) => println!("Error: {}", e),
自定義錯誤類型是FileNotFound構件。該類型含有文件路徑，FileNotFound類型實現了Display特征以返回對用戶友好的錯誤消息，并實現了Error特征以表明這是錯誤類型。
在read_file函數中，FileNotFound錯誤類型表示文件未找到錯誤，map_err方法將std::io:: Error轉換成FileNotFound錯誤。最后，Box<dyn Error>類型允許函數返回實現Error特征的任何類型。
main函數調用帶有文件路徑的read_file函數；如果找到文件，將其內容打印輸出到控制臺。不然，它打印輸出錯誤消息。
下面是一個不存在的文件的結果：
三、可以依靠Rust的
所有權模型來確保程序安全
與Rust出色的錯誤處理機制相結合，Rust還利用了所有權模型來幫助確保程序是內存安全的。
Rust在程序運行前的編譯時，使用借用檢查器確保所有權規則。
原文鏈接：https://www.makeuseof.com/rust-error-handling-Approaches/
