面试题：Rust中panic!宏常见使用场景的举例

Question

请举例说明在Rust编程中，panic!宏一般会在哪些场景下使用，至少列举三个常见场景，并简单描述原因。

Answer 1

1. 索引越界：
   • 场景：当使用[]操作符访问数组或向量（Vec）等集合类型超出其有效索引范围时。例如：

   let v = vec![1, 2, 3];
   let value = v[10]; // 这里索引10超出了向量v的范围
   

   • 原因：Rust旨在保证内存安全，这种越界访问可能导致未定义行为，会破坏内存的一致性，所以panic!宏触发，以防止程序继续执行造成更严重后果。
2. 解引用空指针：
   • 场景：当对一个Option类型中为None的值进行解引用，或者尝试解引用一个原始的空指针（*const T或*mut T）时。例如：

   let opt: Option<i32> = None;
   let value = opt.unwrap(); // unwrap方法在值为None时会panic
   

   • 原因：解引用空指针是典型的未定义行为，可能导致程序崩溃或内存损坏，panic!宏使程序停止运行避免此类问题。
3. 断言失败：
   • 场景：使用assert!宏时，如果断言条件为false。例如：

   let x = 5;
   assert!(x > 10, "x should be greater than 10");
   

   • 原因：assert!宏用于验证程序中的假设，当假设不成立时，说明程序逻辑可能存在错误，panic!宏让程序停止，以便开发者定位和修复问题。
4. 调用unwrap系列方法失败：
   • 场景：对于Result类型，如果调用unwrap方法，而其内部是Err值时。例如：

   let result: Result<i32, &str> = Err("some error");
   let value = result.unwrap(); // 这里会panic
   

   • 原因：unwrap方法旨在获取Result类型中的Ok值，如果是Err值，表明操作失败，panic!宏触发以阻止程序继续使用错误结果进行可能不正确的计算。