面试题：Rust结构体模式匹配与错误处理的深度应用及优化

设计思路

定义结构体和枚举：定义FileMetadata结构体来存储文件元数据，包括文件名、文件大小和权限。同时定义权限枚举类型来表示文件的权限。
获取文件元数据函数：编写一个函数从文件系统获取文件元数据，并在出现错误时返回合适的错误类型。
错误处理：在主程序中调用该函数，并使用模式匹配处理不同类型的错误。通过实现From和Into trait来优化错误处理代码，减少重复。

代码实现

use std::fs::Metadata;
use std::io;
use std::os::unix::fs::MetadataExt;

// 自定义权限枚举类型
#[derive(Debug)]
enum FilePermissions {
    ReadOnly,
    ReadWrite,
    FullControl,
}

// FileMetadata结构体
#[derive(Debug)]
struct FileMetadata {
    name: String,
    size: u64,
    permissions: FilePermissions,
}

// 自定义错误类型
#[derive(Debug)]
enum FileMetadataError {
    IoError(io::Error),
    PermissionError,
    OtherError,
}

// 实现From<io::Error> for FileMetadataError
impl From<io::Error> for FileMetadataError {
    fn from(error: io::Error) -> Self {
        if error.kind() == io::ErrorKind::PermissionDenied {
            FileMetadataError::PermissionError
        } else {
            FileMetadataError::IoError(error)
        }
    }
}

// 获取文件元数据的函数
fn get_file_metadata(path: &str) -> Result<FileMetadata, FileMetadataError> {
    let metadata = std::fs::metadata(path)?;
    let name = path.to_string();
    let size = metadata.len();
    let permissions = match metadata.mode() & 0o777 {
        0o400 => FilePermissions::ReadOnly,
        0o600 => FilePermissions::ReadWrite,
        0o700 => FilePermissions::FullControl,
        _ => FilePermissions::ReadOnly,
    };

    Ok(FileMetadata {
        name,
        size,
        permissions,
    })
}

fn main() {
    let path = "/path/to/file";
    match get_file_metadata(path) {
        Ok(metadata) => println!("{:?}", metadata),
        Err(error) => match error {
            FileMetadataError::IoError(io_err) => eprintln!("I/O error: {}", io_err),
            FileMetadataError::PermissionError => eprintln!("Permission denied"),
            FileMetadataError::OtherError => eprintln!("Other error"),
        },
    }
}

优化策略

使用From trait：实现From<io::Error> for FileMetadataError，这样可以方便地将io::Error转换为FileMetadataError，在get_file_metadata函数中直接使用?操作符，简化错误处理代码。
减少重复代码：通过统一错误转换逻辑，避免在多个地方重复处理相同类型的错误，使代码更简洁和易维护。例如在from方法中，根据io::Error的具体类型决定转换为FileMetadataError的哪种变体。

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