Rust Option 与 Result

Option 表达缺席，Result 表达可恢复失败；二者是标准库枚举，配合组合子与 ? 形成错误处理基础。

#concept #growing #dev #rust

[!info] related notes

所属 MOC：错误与资源 · 学习路线

前置概念：枚举与模式匹配

后续概念：错误处理、迭代器

容易混淆：panic 与 Result 边界

Rust Option 与 Result

这个概念为什么出现

很多语言用 null 或异常表达“没有/失败”。Rust 把它们放进类型系统：

Option<T>：有值或没有
Result<T,E>：成功或失败并携带错误

类型要求显式取得内部值；但结果仍可被丢弃。忽略 Result 通常触发 must_use 警告，并不默认保证编译失败。

[!abstract] 一句话理解 Option 处理缺席；Result 处理可恢复失败；通过 match/组合子/? 强制面对不确定性。

最小可运行示例

场景：用户服务查资料并解析年龄字段

缓存可能没有用户；即使用户存在，年龄字段也可能解析失败。

// 业务意图：按 id 查年龄，区分“没有用户”与“数据坏了”。
// 教学点：用 ok_or_else 把缺席转成错误，map_err 映射解析错误，? 提前传播。

fn find_age_text(user_id: u64) -> Option<&'static str> {
    match user_id {
        1 => Some("29"),
        2 => Some("abc"), // 脏数据
        _ => None,
    }
}

fn parse_age(user_id: u64) -> Result<u8, String> {
    let text = find_age_text(user_id).ok_or_else(|| format!("user {user_id} missing"))?;
    text.parse::<u8>().map_err(|_| format!("bad age for {user_id}"))
}

fn main() {
    println!("{:?}", parse_age(1));
    println!("{:?}", parse_age(2));
    println!("{:?}", parse_age(9));
}

建议运行：cargo run

期望输出：

Ok(29)
Err("bad age for 2")
Err("user 9 missing")

结合场景再看三个关注点

None ≠ Err：业务语义不同
? 传播缩短样板
取得值需显式解包；缺席与解析失败在这里都转成 String 错误，正式 API 若需稳定区分应使用错误枚举

核心概念与准确模型

enum Option<T> { Some(T), None }
enum Result<T, E> { Ok(T), Err(E) }

map 把内部值映射成新值；and_then 的回调也返回 Option/Result，避免再嵌套一层。按值调用会消耗非 Copy 的容器，需保留原值时可先 as_ref()。

unwrap_or(default) / ok_or(error) 先求值参数，惰性计算用 _else 版本。unwrap / expect 遇到 None/Err 会 panic，应有可解释的不变量，不能用于处理任意外部输入。

设计动机

消灭隐式 null
失败可携带上下文
与枚举/泛型无缝

边界与误区

unwrap 过多 = 伪装的崩溃驱动开发
不要用 Option 编码真实错误
Result<(), E> 表示只关心成败
成功但缺席与失败需要并存时可用 Result<Option<T>, E>；不要把所有 None 都自动当错误
? 依赖外围函数/闭包返回类型：Option 的 None 与 Result 的 Err 不会自动互转，需 ok_or_else、ok 等显式决定语义

[!warning] 常见误区：到处 unwrap 库代码应返回 Result；二进制边界再决定日志/退出。

工程实践

缺席用 Option，失败用 Result
边界转换：ok_or / map_err
组合子保持线性可读
测试覆盖 None/Err 路径

本节总结

Option/Result 是核心枚举
用类型表达不确定
下一篇系统谈错误策略

自测题

何时用 Option 而非 Result？
? 在返回 Option 的函数中做什么？

参考答案

没有失败原因、只是缺席时。
遇到 None 提前返回 None。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
The Book — Option	官方书	Option
The Book — Error Handling	官方书	Result
std::option::Option	标准库	API