Rust的例外處理-可復原類型的錯誤
Rust Recoverable Error Handling
跟Python不一樣的地方在於，Rust沒有try-catch結構的例外處理機制，取而代之的是將錯誤分成兩種類型：
- 可復原的錯誤
- 不可復原的錯誤
然後針對這兩種錯誤進行不同的處理方式。
可復原的錯誤 (Recoverable)
沒有嚴重到要讓整個程序停止的錯誤。
例如：試圖開啟不存在的檔案路徑
Rust提供了Result這個型別處理這種類型的錯誤：
enum Result<T, E> {
Ok(T),
Err(E),
}
- T表示成功的時候會回傳的型別
- E表示失敗時的回傳型別
透過這些泛型參數，就可以將Result用在不同的場合來處理成功與失敗的結果後，回傳不相同的型別。
舉例來說：
use std::fs::File;
fn main() {
let greeting_file_result = File::open("hello.txt");
}
- 假設
hello.txt存在，greeting_file_result就會是File Handle - 不存在的話，就會是包含該錯誤資訊的
ErrInstance
因此，我們需要在外面額外撰寫不同的處理邏輯，針對不同的結果採取不同的動作：
use std::fs::File;
fn main() {
let greeting_file_result = File::open("hello.txt");
let greeting_file = match greeting_file_result {
Ok(file) => file,
Err(error) => panic!("開啟檔案時發生問題：{:?}", error),
};
}
利用match表達式，我們可以針對Ok或是Err變體做不同的處理。
配對不同的錯誤
File::open在Err變體的回傳型別為io::Error，這是標準函式庫提供的結構體。這個結構有一個kind方法，可以讓我們取得io::ErrorKind的數值，裡面包含了各種io過程可能發生的錯誤類型，例如ErrorKind::NotFound。
我們可以用繼續用match去針對不同的io類型錯誤做客製化的處理。
use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;
fn main() {
let greeting_file_result = File::open("hello.txt");
let greeting_file = match greeting_file_result {
Ok(file) => file,
Err(error) => match error.kind() {
ErrorKind::NotFound => match File::create("hello.txt") {
Ok(fc) => fc,
Err(e) => panic!("建立檔案時發生問題：{:?}", e),
},
other_error => {
panic!("開啟檔案時發生問題：{:?}", other_error);
}
},
};
}
把邏輯改為：
- 試圖打開hello.txt
- 要是打開失敗，而且錯誤是NotFound就建立新的檔案
- 建立的過程也有可能失敗，所以再match一次錯誤
- 成功的話回傳file handle
- 要是繼續出錯，直接Panic
- 其他錯誤就直接panic!
Match以外的選擇，使用Closure配對Result<T, E>
match表達式有可能隨著需求變多，導致程式碼囉唆起來。這個時候我們可以用標準函式庫提供的unwrap_or_else搭配Closure的功能，讓程式碼便的簡潔不少。
use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;
fn main() {
let greeting_file = File::open("hello.txt").unwrap_or_else(|error| {
if error.kind() == ErrorKind::NotFound {
File::create("hello.txt").unwrap_or_else(|error| {
panic!("建立檔案時發生問題：{:?}", error);
})
} else {
panic!("開啟檔案時發生問題：{:?}", error);
}
});
}
Match以外的選擇，unwrap與expect
Result<T ,E>型別本身就有非常多的輔助方法來執行不同的特定任務，例如unwrap()。
Result.unwrap()
如果Result的結果為Ok，unwrap就回傳Ok裡面的數值。如果是Err，unwrap就會呼叫panic。
use std::fs::File;
fn main() {
let greeting_file = File::open("hello.txt").unwrap();
}
Result.expect()
expect跟unwrap類似，但是他的目的著重在panic!時的處理。
使用expect可以讓你在發生panic!的時候，提供更完善的錯誤訊息，例如：
use std::fs::File;
fn main() {
let greeting_file = File::open("hello.txt")
.expect("hello.txt 應該要存在此專案中");
}
官方文件特地表明了，通常在正式環境的CodeBase中，多數人會使用expect讓出錯時可以有更多資訊查看，而非使用unwrap
Propagating傳遞錯誤
有時候你可能不會想要直接在函數內處理錯誤，而是會想把錯誤往外拋出去給呼叫的程式碼處理，這樣的行為稱之為Propagating。
#![allow(unused)]
fn main() {
use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
let username_file_result = File::open("hello.txt");
let mut username_file = match username_file_result {
Ok(file) => file,
Err(e) => return Err(e),
};
let mut username = String::new();
match username_file.read_to_string(&mut username) {
Ok(_) => Ok(username),
Err(e) => Err(e),
}
}
}
- 跟上面的範例不同，我們把
panic的部分都拿掉了 - 中間可以看到
username_file_result的處理過程中如果碰到錯誤，會直間返回Err(e)
?運算子
因為中途使用reutrn Err(e)的情境因為很常見，所以Rust提供了?運算子來簡化了這段的流程:
#![allow(unused)]
fn main() {
use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
let mut username_file = File::open("hello.txt")?;
let mut username = String::new();
username_file.read_to_string(&mut username)?;
Ok(username)
}
}
?運算符直接取代了原本的match,Ok,Err(e)File::open出問題的話，就會直接使用return關鍵字回傳Err
另外這段程式碼還可以更簡潔的串連再一起：
use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};
fn read_username_from_file() -> Result<String, io::Error> {
let mut username = String::new();
File::open("hello.txt")?.read_to_string(&mut username)?;
Ok(username)
}
?運算子的限制
只能用在函數回傳值相容於
?使用的數值才行
use std::fs::File;
fn main() {
let greeting_file = File::open("hello.txt")?;
}
- main函數的回傳值是
() ?有可能會直接return Err，也就是說回傳值的部分跟main會不匹配
錯誤訊息：
$ cargo run
Compiling error-handling v0.1.0 (file:///projects/error-handling)
error[E0277]: the `?` operator can only be used in a function that returns `Result` or `Option` (or another type that implements `FromResidual`)
--> src/main.rs:4:48
|
3 | fn main() {
| --------- this function should return `Result` or `Option` to accept `?`
4 | let greeting_file = File::open("hello.txt")?;
| ^ cannot use the `?` operator in a function that returns `()`
|
= help: the trait `FromResidual<Result<Infallible, std::io::Error>>` is not implemented for `()`
For more information about this error, try `rustc --explain E0277`.
error: could not compile `error-handling` due to previous error
- 編譯器告訴我們「只能在回傳型別為
Result或Option或其他有實作FromResidual的型別的函式才能使用?運算子」