面试题：Rust中panic!宏在不同场景下的作用

Question

请描述在Rust程序中，当使用`panic!`宏时，它会对当前线程产生什么影响？在哪些常见场景下会选择主动使用`panic!`宏来中断程序执行？

Answer 1

panic!宏对当前线程的影响

1. 终止当前线程执行：当在Rust程序中调用panic!宏时，它会立即终止当前线程的正常执行流程。
2. 展开（Unwinding）栈：默认情况下，panic!会导致栈展开（unwind）。这意味着它会从发生panic的地方开始，反向遍历调用栈，释放栈上的局部变量所占用的资源，调用这些局部变量的析构函数（如果有）。例如：

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    panic!("Something went wrong");
    // 这里的代码不会被执行，但是`s`的析构函数会在栈展开时被调用
}

3. 程序终止：如果栈展开完成后，panic仍然没有被处理（例如没有捕获panic），整个程序将会终止，除非这是一个多线程程序中除主线程外的其他线程发生panic，这种情况下其他线程可能继续运行。

常见主动使用panic!宏的场景

1. 不可恢复的错误：当程序遇到一种无法通过常规手段恢复的错误时，适合使用panic!。例如，程序需要读取特定格式的配置文件，但文件格式严重错误，无法进行修复或继续处理。

fn parse_config_file() {
    let config = std::fs::read_to_string("config.txt").expect("Failed to read config file");
    if config.len() < 10 {
        panic!("Config file is too short, expected at least 10 characters");
    }
    // 这里假设后续处理依赖于配置文件至少有10个字符
}

2. 违反内部不变量：如果程序内部的某个不变量被违反，意味着程序的逻辑出现了严重问题，此时可以使用panic!。比如，在一个自定义数据结构中，有一个不变量是链表不能有循环，当检测到循环时：

struct Node {
    value: i32,
    next: Option<Box<Node>>,
}

fn check_no_cycle(node: &Node) {
    let mut visited = Vec::new();
    let mut current = Some(node);
    while let Some(n) = current {
        if visited.contains(&n) {
            panic!("Detected a cycle in the linked list");
        }
        visited.push(n);
        current = n.next.as_ref().map(|b| &**b);
    }
}

3. 未实现的功能：在开发过程中，对于一些暂时未实现但计划实现的功能，可以使用panic!来提醒开发者该功能尚未完成。例如：

fn future_feature() {
    panic!("This feature is not implemented yet");
}