面试题：Rust编译时和运行时错误处理的协同

1. 设计模式：Result和Option枚举结合自定义错误类型

在Rust中，Result和Option枚举是处理错误和可能缺失值的核心工具。对于编译时错误，我们可以通过类型系统来捕获，而对于运行时错误，我们可以使用Result枚举来处理。同时，定义自定义错误类型可以使错误处理更加清晰和可维护。

自定义错误类型

首先，定义一个自定义错误类型，它通常实现std::error::Error trait。

use std::fmt;

// 自定义错误类型
#[derive(Debug)]
enum MyError {
    TypeMismatch,
    FileSystemError(std::io::Error),
}

impl fmt::Display for MyError {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        match self {
            MyError::TypeMismatch => write!(f, "类型不匹配错误"),
            MyError::FileSystemError(ref err) => write!(f, "文件系统错误: {}", err),
        }
    }
}

impl std::error::Error for MyError {
    fn source(&self) -> Option<&(dyn std::error::Error + 'static)> {
        match self {
            MyError::FileSystemError(ref err) => Some(err),
            _ => None,
        }
    }
}

函数中使用Result处理错误

接下来，展示如何在函数中使用Result来处理错误。

// 模拟一个可能因为类型不匹配出错的函数
fn divide(a: i32, b: i32) -> Result<i32, MyError> {
    if b == 0 {
        Err(MyError::TypeMismatch)
    } else {
        Ok(a / b)
    }
}

// 模拟一个可能因为文件系统操作失败出错的函数
use std::fs::File;
fn read_file_content(file_path: &str) -> Result<String, MyError> {
    let file = File::open(file_path).map_err(MyError::FileSystemError)?;
    let mut content = String::new();
    file.read_to_string(&mut content).map_err(MyError::FileSystemError)?;
    Ok(content)
}

多层函数调用中的错误传递

在多层函数调用中，我们可以使用?操作符来简洁地传递错误。

fn process_data() -> Result<(), MyError> {
    let result = divide(10, 2)?;
    let content = read_file_content("example.txt")?;
    println!("计算结果: {}, 文件内容: {}", result, content);
    Ok(())
}

错误处理

最后，在main函数中调用process_data并处理可能的错误。

fn main() {
    if let Err(e) = process_data() {
        eprintln!("发生错误: {}", e);
    }
}

2. 总结

通过自定义错误类型并结合Result枚举，我们可以有效地统一处理编译时和运行时错误。在多层函数调用中，?操作符使得错误传递简洁明了，提高了代码的健壮性和可维护性。Option枚举可以用于处理可能缺失值的情况，与Result配合使用，进一步完善错误处理机制。

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