7.2 使用 Result 进行可恢复错误处理

Rust 将大多数运行时错误视为可恢复的，即程序在出错后仍有机会继续执行或优雅降级。为此，标准库提供了 Result<T, E> 枚举类型，作为表达操作成功或失败的标准方式。

Result 的定义与基本用法

Result 定义如下：

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

• Ok(T) 包含成功时的结果值；
• Err(E) 包含错误信息，通常是一个实现了 std::error::Error trait 的类型。

例如，尝试打开一个文件：

use std::fs::File;

let f = File::open("hello.txt");

File::open 返回 Result<File, std::io::Error>。如果文件存在且可读，返回 Ok(file)；否则返回 Err(error)。

使用 match 处理 Result

最直接的方式是使用 match 对 Result 进行模式匹配：

match f {
    Ok(file) => {
        println!("File opened successfully");
        // 使用 file
    }
    Err(error) => {
        println!("Failed to open file: {}", error);
    }
}

这种写法显式、安全，并强制处理两种可能结果。

组合器方法简化处理

除了 match，Result 提供了多种组合器方法，适用于链式操作：

• unwrap()：若为 Ok，返回内部值；若为 Err，则 panic（仅用于原型或确定不会失败的场景）。
• expect(msg)：类似 unwrap，但可自定义 panic 信息。
• unwrap_or(default)：失败时返回默认值。
• map(f)：若成功，对值应用函数 f；否则保持 Err。
• and_then(f)：若成功，调用 f（返回另一个 Result），实现链式错误传播。

示例：

let content = File::open("data.txt")
    .and_then(|f| std::io::read_to_string(f))
    .unwrap_or_else(|e| {
        eprintln!("Error reading file: {}", e);
        String::new()
    });

错误类型的选择

标准库中常见的错误类型包括：

• std::io::Error：I/O 操作错误；
• std::num::ParseIntError：整数解析失败；
• std::string::FromUtf8Error：UTF-8 解码错误。

这些类型都实现了 std::error::Error trait，支持统一处理和格式化输出。

为什么 Result 更安全

与异常或返回错误码不同，Result 将错误编码在类型系统中：

• 编译器强制你处理或显式忽略错误；
• 不会因忘记检查而跳过错误；
• 错误值携带上下文信息，便于诊断。

小结

Result<T, E> 是 Rust 处理可恢复错误的核心机制。通过模式匹配或组合器方法，开发者可以清晰、安全地表达“成功路径”和“失败路径”。它鼓励显式错误处理，避免隐藏的失败逻辑，是构建可靠系统的基础。在后续章节中，我们将学习如何通过 ? 操作符进一步简化错误传播，以及如何定义自己的错误类型以提升代码的可维护性。