面试题：Rust自定义错误类型与结构体结合在复杂系统中的错误处理与设计模式

设计思路

定义基础错误类型：
- 创建一个基础的错误枚举，用于包含所有不同模块的错误类型。
- 使用std::error::Error trait 来为这些错误类型提供错误处理的基本功能。
错误链模式：
- 利用thiserror和anyhow等库来实现错误链模式。thiserror库用于方便地定义错误枚举，anyhow库用于简化错误处理和传播。
- 在每个模块中，将具体的错误类型转换为基础错误类型，并可以在传播过程中添加更多上下文信息。
错误处理与传播：
- 函数可以返回Result<T, BaseError>类型，其中BaseError是我们定义的基础错误类型。
- 上层调用者可以通过match语句或?操作符来处理不同类型的错误。

关键代码示例

定义基础错误类型：

use thiserror::Error;

#[derive(Error, Debug)]
pub enum BaseError {
    #[error("Database error: {0}")]
    Database(#[from] DatabaseError),
    #[error("Network error: {0}")]
    Network(#[from] NetworkError),
}

// 数据库模块错误类型
#[derive(Error, Debug)]
pub enum DatabaseError {
    #[error("Connection error")]
    ConnectionError,
    #[error("Query error")]
    QueryError,
}

// 网络模块错误类型
#[derive(Error, Debug)]
pub enum NetworkError {
    #[error("Connect error")]
    ConnectError,
    #[error("Timeout error")]
    TimeoutError,
}

数据库模块示例：

pub fn database_operation() -> Result<(), BaseError> {
    // 模拟数据库操作失败
    Err(DatabaseError::ConnectionError.into())
}

网络模块示例：

pub fn network_operation() -> Result<(), BaseError> {
    // 模拟网络操作失败
    Err(NetworkError::TimeoutError.into())
}

上层调用示例：

fn main() {
    match database_operation() {
        Ok(_) => println!("Database operation success"),
        Err(e) => match e {
            BaseError::Database(db_err) => match db_err {
                DatabaseError::ConnectionError => println!("Database connection error"),
                DatabaseError::QueryError => println!("Database query error"),
            },
            BaseError::Network(_) => println!("Network error"),
        },
    }

    // 使用?操作符简化错误处理
    let result = network_operation()?;
}

在上述代码中，我们首先定义了BaseError枚举，它包含了DatabaseError和NetworkError。每个具体的错误类型都实现了std::error::Error trait 并提供了自定义的错误信息。模块中的函数返回Result<(), BaseError>类型，上层调用者可以使用match语句或?操作符来处理和传播错误。thiserror库的#[from]属性使得从具体错误类型到BaseError的转换更加方便。

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