第 9 章：错误处理

本章目标：区分不可恢复错误与可恢复错误，并在调用链中传递失败信息。

不可恢复错误与 panic

程序遇到无法继续的状态时可以 panic。panic! 会展开调用栈（或按配置终止进程），清理当前线程资源并报告错误。数组越界等标准库操作也可能 panic。

fn main() {
    let values = [1, 2, 3];
    println!("{}", values[5]); // 越界会 panic
}

库代码通常应让调用者决定如何恢复；应用入口则可以在遇到不可恢复状态时终止。不要把用户输入错误当成程序 bug 使用 panic!。

调试时可设置 RUST_BACKTRACE=1 查看 panic 调用栈。回溯能帮助定位 panic 发生的位置；优先关注第一个指向本项目代码的栈帧。程序也可以通过 panic = "abort" 配置改为直接终止，但这会改变清理过程和诊断信息。

可恢复错误与 Result

Result<T, E> 用 Ok(T) 表示成功，用 Err(E) 表示失败。调用者可以根据错误采取重试、提示或回退措施：

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

fn open_config(path: &str) -> Result<File, io::Error> {
    File::open(path)
}

处理文件创建等需要区分错误原因时，可用 match 检查 ErrorKind。unwrap 在 Err 时 panic；expect 还能提供上下文消息。它们适用于已确认不会失败的场景或教学示例，不适合未验证的外部输入路径。

use std::{fs::File, io::ErrorKind};

fn create_or_open(path: &str) -> std::io::Result<File> {
    match File::open(path) {
        Ok(file) => Ok(file),
        Err(error) if error.kind() == ErrorKind::NotFound => File::create(path),
        Err(error) => Err(error),
    }
}

真实程序应先确认“文件不存在就创建”符合业务语义；示例展示的是按错误种类分支。

传播错误

? 在结果为 Err 时提前从当前函数返回，在 Ok 时取出内部值。返回错误类型需要能够接收被传播的错误：

use std::{fs, io};

fn read_username(path: &str) -> Result<String, io::Error> {
    let text = fs::read_to_string(path)?;
    Ok(text.trim().to_owned())
}

? 也可用于 Option 返回路径。应用可在 main 返回 Result，由运行时报告错误；大型程序常在边界处添加更具体的上下文。

use std::{error::Error, fs};

fn read_config(path: &str) -> Result<String, Box<dyn Error>> {
    let text = fs::read_to_string(path)?;
    Ok(text)
}

fn main() -> Result<(), Box<dyn Error>> {
    let config = read_config("config.txt")?;
    println!("配置长度：{}", config.len());
    Ok(())
}

当 main 返回 Result 时，成功返回 Ok(())，错误会作为程序失败报告。不要仅为了缩短代码而吞掉错误；如果提供默认值，应明确说明该默认策略。

决定何时 panic

若调用者能合理恢复，返回 Result；若发生错误意味着程序状态已违反不变量，panic 可能更合适。解析用户输入、打开外部文件通常是可恢复错误；访问程序内部不可能越界的数据时，断言可帮助暴露逻辑 bug。测试中可用 assert! 检查不变量。

小结与练习

• panic! 用于无法恢复的程序状态；Result 将可恢复错误交给调用者。
• ? 简化错误传播，不会替调用者决定如何处理失败。
• 练习：读取文件中的整数并解析，分别处理文件读取失败和格式错误。

再练习：分别设计“配置文件缺失时使用默认配置”和“必需文件缺失时返回错误”两种接口，比较错误信息如何帮助调用者做决定。

下一章：泛型、Trait 与生命周期。

官方对应章节：Error Handling。