面试题：Rust算术运算符中的溢出处理特性

Question

在Rust中，算术运算可能会发生溢出。请举例说明Rust默认情况下如何处理算术溢出，以及如何使用不同的方法来显式处理溢出情况（如`checked_*`、`wrapping_*`等函数），并阐述每种处理方式的应用场景。

Answer 1

Rust默认情况下处理算术溢出

在Rust中，默认情况下，在debug模式下算术溢出会导致程序panic。例如：

fn main() {
    let x: u8 = u8::MAX;
    let y = x + 1; // 在debug模式下，这里会panic
}

在release模式下，溢出会被无声地截断，不会产生运行时错误。

使用checked_*函数显式处理溢出

checked_*系列函数在发生溢出时返回None，否则返回结果的Some。例如：

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

应用场景：适用于需要精确检测并处理溢出情况的场景，如金融计算，需要确保数值的准确性，不允许数据丢失。

使用wrapping_*函数显式处理溢出

wrapping_*系列函数在发生溢出时会进行环绕处理。例如：

fn main() {
    let x: u8 = u8::MAX;
    let result = x.wrapping_add(1);
    println!("结果: {}", result); // 结果为0
}

应用场景：适用于对溢出行为有预期，并且希望以环绕方式继续计算的场景，如循环缓冲区，不需要额外的错误处理，按特定逻辑环绕处理即可。