面试题：Rust中替代panic!宏的策略及其适用场景分析

Result类型
- 阐述：Result是一个枚举类型，定义为enum Result<T, E> { Ok(T), Err(E) }。它允许函数返回成功值（Ok变体）或错误值（Err变体）。通过使用Result，调用者可以显式地处理错误，而不是让程序因为未处理的错误而panic。
- 适用场景：适用于大多数预期会出现可恢复错误的场景。例如，文件读取操作可能因为文件不存在、权限不足等原因失败，此时返回Result类型让调用者决定如何处理这些错误，比如提示用户文件不存在并引导用户创建文件，或者尝试以其他权限重新读取。
- 示例：

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

fn read_file() -> Result<String, std::io::Error> {
    let file = File::open("example.txt")?;
    let mut contents = String::new();
    file.read_to_string(&mut contents)?;
    Ok(contents)
}

fn main() {
    match read_file() {
        Ok(content) => println!("File contents: {}", content),
        Err(e) => {
            if e.kind() == ErrorKind::NotFound {
                println!("File not found.");
            } else {
                println!("An error occurred: {:?}", e);
            }
        }
    }
}

Option类型
- 阐述：Option也是一个枚举类型，定义为enum Option<T> { Some(T), None }。它用于表示可能存在或不存在的值。Some变体包含一个值，而None表示值不存在。这在处理可能为空的结果时非常有用，比如在集合中查找元素，元素可能不存在。
- 适用场景：适用于值可能缺失但缺失情况属于正常业务逻辑的场景。例如，在从哈希表中根据键查找值时，键可能不存在，使用Option来表示结果可以让调用者优雅地处理这种情况，而不是引发panic。
- 示例：

fn find_number_in_vec(vec: &[i32], target: i32) -> Option<&i32> {
    for num in vec {
        if *num == target {
            return Some(num);
        }
    }
    None
}

fn main() {
    let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    match find_number_in_vec(&numbers, 3) {
        Some(num) => println!("Found number: {}", num),
        None => println!("Number not found."),
    }
}

自定义错误处理结构体
- 阐述：可以定义自定义的错误类型结构体，并实现std::error::Error trait。这样可以更精细地控制错误信息和错误类型。在函数中返回自定义错误类型的Result，让调用者根据自定义错误类型进行不同的处理。
- 适用场景：当需要特定领域的错误处理，并且希望提供更详细的错误信息和错误处理逻辑时适用。例如，在一个数据库操作库中，可以定义不同类型的数据库相关错误，如连接错误、查询语法错误等，方便调用者针对性地处理。
- 示例：

use std::error::Error;
use std::fmt;

// 自定义错误类型
#[derive(Debug)]
struct DatabaseError {
    message: String,
}

impl fmt::Display for DatabaseError {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        write!(f, "Database error: {}", self.message)
    }
}

impl Error for DatabaseError {}

fn connect_to_database() -> Result<(), DatabaseError> {
    // 模拟连接失败
    Err(DatabaseError {
        message: "Could not connect to database".to_string(),
    })
}

fn main() {
    match connect_to_database() {
        Ok(_) => println!("Connected to database successfully"),
        Err(e) => println!("Error: {}", e),
    }
}

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