面试题：Rust中基本数据类型溢出处理的常规方式

Question

在Rust中，对于整数基本数据类型，例如`u8`，当进行算术运算可能导致溢出时，默认的行为是什么？如果想要显式处理溢出，有哪些方法？请举例说明。

Answer 1

1. 默认行为：
   • 在Rust中，对于整数基本数据类型（如u8），在调试模式（debug构建）下，算术运算导致溢出时会触发panic!。这有助于在开发阶段发现潜在的错误。
   • 在发布模式（release构建）下，溢出会被默默地截断，这可以提高性能，但可能导致难以调试的错误。
2. 显式处理溢出的方法：
   • 使用checked_*方法：这些方法返回Option类型，如果没有溢出则返回结果，否则返回None。

   let a: u8 = u8::MAX;
   let b: u8 = 1;
   let result = a.checked_add(b);
   match result {
       Some(val) => println!("结果: {}", val),
       None => println!("发生溢出"),
   }
   

   • 使用wrapping_*方法：这些方法执行环绕式（wrapping）的算术运算，不会触发panic，而是简单地环绕结果。

   let a: u8 = u8::MAX;
   let b: u8 = 1;
   let result = a.wrapping_add(b);
   println!("环绕结果: {}", result); // 这里结果会是0
   

   • 使用overflowing_*方法：这些方法返回一个包含结果和溢出标志的元组。

   let a: u8 = u8::MAX;
   let b: u8 = 1;
   let (result, overflow) = a.overflowing_add(b);
   if overflow {
       println!("发生溢出，结果: {}", result);
   } else {
       println!("未发生溢出，结果: {}", result);
   }
   

   • 使用saturating_*方法：这些方法在溢出时返回类型的最大或最小值（饱和行为）。

   let a: u8 = u8::MAX;
   let b: u8 = 1;
   let result = a.saturating_add(b);
   println!("饱和结果: {}", result); // 这里结果会是u8::MAX