面试题：Rust结构体中嵌套错误处理逻辑的设计与优化

Question

有一个复杂的Rust结构体 `Order`，它包含多个子结构体 `Customer`、`Product` 等，在 `Order` 实例化过程中，每个子结构体的创建都可能产生不同类型的错误。例如 `Customer` 结构体创建时可能因为缺少必要信息报错，`Product` 结构体创建时可能因为库存不足报错。请设计一个合理的错误处理机制，使得 `Order` 的实例化过程能够清晰地处理这些不同类型的错误，并且在错误发生时能够正确返回有意义的错误信息。同时，思考如何优化这个错误处理逻辑以提高代码的可读性和可维护性。

Answer 1

1. 定义错误类型：
   • 首先，为 Customer 和 Product 分别定义错误类型。

   // 定义Customer创建可能出现的错误
   #[derive(Debug)]
   struct CustomerError {
       message: String,
   }
   // 定义Product创建可能出现的错误
   #[derive(Debug)]
   struct ProductError {
       message: String,
   }
   // 定义Order创建可能出现的错误
   #[derive(Debug)]
   enum OrderError {
       CustomerError(CustomerError),
       ProductError(ProductError),
   }
   

2. 定义子结构体：
   • 以 Customer 和 Product 为例，展示其创建时如何返回错误。

   struct Customer {
       name: String,
   }
   impl Customer {
       fn new(name: Option<String>) -> Result<Self, CustomerError> {
           match name {
               Some(n) => Ok(Customer { name: n }),
               None => Err(CustomerError {
                   message: "Missing necessary information for customer".to_string(),
               }),
           }
       }
   }
   struct Product {
       name: String,
       stock: u32,
   }
   impl Product {
       fn new(name: String, stock: u32) -> Result<Self, ProductError> {
           if stock == 0 {
               Err(ProductError {
                   message: "Stock is insufficient".to_string(),
               })
           } else {
               Ok(Product { name, stock })
           }
       }
   }
   

3. 定义 Order 结构体及其实例化函数：

   struct Order {
       customer: Customer,
       product: Product,
   }
   impl Order {
       fn new(customer_name: Option<String>, product_name: String, product_stock: u32) -> Result<Self, OrderError> {
           let customer = Customer::new(customer_name)?;
           let product = Product::new(product_name, product_stock)?;
           Ok(Order { customer, product })
       }
   }
   

4. 优化建议：
   • 模块化：将错误类型定义、子结构体定义和 Order 结构体定义分别放在不同的模块中，这样可以使代码结构更清晰，提高可读性和可维护性。例如：
     • 创建 customer.rs 文件定义 Customer 结构体及其错误类型和相关方法。
     • 创建 product.rs 文件定义 Product 结构体及其错误类型和相关方法。
     • 在 main.rs 或 order.rs 中定义 Order 结构体及其实例化函数，并处理不同模块的导入。
   • 使用 thiserror 库：thiserror 库可以更方便地定义错误类型，减少样板代码。例如：

     use thiserror::Error;
     // 定义Customer创建可能出现的错误
     #[derive(Error, Debug)]
     #[error("Missing necessary information for customer")]
     struct CustomerError;
     // 定义Product创建可能出现的错误
     #[derive(Error, Debug)]
     #[error("Stock is insufficient")]
     struct ProductError;
     // 定义Order创建可能出现的错误
     #[derive(Error, Debug)]
     enum OrderError {
         #[error("Customer error: {0}")]
         CustomerError(#[from] CustomerError),
         #[error("Product error: {0}")]
         ProductError(#[from] ProductError),
     }
     

     这样定义错误类型后，错误信息的生成和转换更加简洁和直观。