[Rust] 錯誤處理

2022 iThome 鐵人賽

DAY 14

自我挑戰組

嘗試30天學「不」會Rust系列第 14 篇

14th鐵人賽 rust programming language

POKA

2022-09-18 13:55:45

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環境

OS: Windows 10
Editor: Visual Studio Code
Rust version: 1.63.0

致命錯誤

當程式發生致命錯誤的時候，通常最直接的做法是會把錯誤訊息輸出出來，然後緊急關閉程式，一樣的，Rust也有這樣的功能：

panic!("??");

執行後會印出以下訊息：

thread 'main' panicked at '??', src\main.rs:5:5

error: process didn't exit successfully: `target\debug\basic.exe` (exit code: 101)

這樣的錯誤訊息，之前也在別的篇章見過，但沒注意到的是下面還有一段訊息，可以把一步步地把錯誤往回推：

note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

在教學文件中，可以遍執行的時候，多下這行指令把錯誤往回推：

RUST_BACKTRACE=1 cargo run

但這貌似只在Unix跟macOS才有效，稍微改一下，把這指令設定在main()裡面：

use std::env;

fn main() {
    env::set_var("RUST_BACKTRACE", "1");
    panic!("??");
}

`Result`與可復原錯誤

Result之前也有見過，在找main()是否可以回傳錯誤的時候有登場。
這個功能對比到其他語言的話就是try...catch...。

他的型別是Result<T, E>，類似Option<T>，但比起空值，他給的是錯誤，以下是例子：

use std::fs::File;
// ...

let f = File::open("hello.txt");
let f = match f {
    Ok(file) => file,
    Err(error) => panic!("Failed to open file: {:?}", error),
}

{:?}這個format是debug的format，是要讓結構去實作std::fmt::Debug這個介面，才可以讓結構直接輸出成特定格式。

再來，如果給出錯誤，我們可以對於一些特定的錯去篩選跟處理，例如：

use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;

// ...

// 沒有檔案的話幫忙建一個
let f = File::open("hello.txt");

let f = match f {
    Ok(file) => file,
    Err(error) => {
        if error.kind() == ErrorKind::NotFound {
            match File::create("hello.txt") {
                Ok(fc) => fc,
                Err(e) => panic!("{:?}", e),
            }
        } else {
            panic!("{:?}", error);
        }
    }
};

上面的處理雖然詳細，但冗長，我們可以用unwrap()跟expect()來簡化它。

// 由系統幫忙輸出panic內容
let f = File::open("hello.txt").unwrap();

// 指定輸出apnic的內容
let f = File::open("hello.txt").expect("File to open \"hello.txt\".");

回傳錯誤

use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};

fn read_file_to_string(filename: &str) -> Result<String, io::Error> {
    let f = File::open(filename);
    let mut f = match f {
        Ok(file) => file,
        Err(e) => return Err(e),
    };

    let mut s = String::new();

    match f.read_to_string(&mut s) {
        Ok(_) => Ok(s),
        Err(e) => Err(e),
    }
}

fn main() {
    let greeting = read_file_to_string("hello.txt");
    if let Ok(content) = greeting {
        println!("{}", content);
    } else if let Err(e) = greeting {
        panic!("{:?}", e);
    }
}

試試看以上個這個範例，如果有hello.txt的話，會輸出文件的內容，沒有的話則會丟出panic。

然後我們可以用**?** 運算子簡化read_file_to_string，這個運算子如果是Ok的話，則會以表達式(expression)回傳；如果是Err的話，則會連帶return，把整個函式回傳回去：

fn read_file_to_string(filename: &str) -> Result<String, io::Error> {
    let mut f = File::open(filename)?;
    let mut s = String::new();
    f.read_to_string(&mut s)?;
    Ok(s)
}

如果要再簡化，可以這樣寫：

fn read_file_to_string(filename: &str) -> Result<String, io::Error> {
    let mut s = String::new();
    File::open(filename)?.read_to_string(&mut s)?;
    Ok(s)
}