10 rust基础- Option类型
Rust 中的 Option<T>
类型学习
Option<T>
是 Rust 标准库中的一个枚举类型,表示一个值要么是 某个类型的值 (Some(T)
),要么是 空 (None
)。它用于处理可能不存在的值,而不是使用 null
(Rust 没有 null
)。
Option<T>
是 Rust 处理 可选值(nullable) 的标准方式,能够 强制程序员显式地处理值缺失的情况,避免 null
造成的空指针异常(NullPointerException
)。
1. Option<T>
的定义
Option<T>
的定义如下:
enum Option<T> { Some(T), None, }
Some(T)
:表示有值,内部存储类型为T
。None
:表示没有值,相当于null
。
例子:使用 Option<T>
表示可能缺失的值
fn divide(a: f64, b: f64) -> Option<f64> { if b == 0.0 { None } else { Some(a / b) } } fn main() { let result1 = divide(10.0, 2.0); let result2 = divide(10.0, 0.0); println!("{:?}", result1); // Some(5.0) println!("{:?}", result2); // None }
解析:
- 当
b != 0.0
,返回Some(结果)
,表示计算成功。 - 当
b == 0.0
,返回None
,表示除法失败。
2. 处理 Option<T>
的几种方式
Rust 强制 你在使用 Option<T>
之前,先显式地处理 None
,有几种方式:
方法 1:使用 match
语句
fn print_division(a: f64, b: f64) { match divide(a, b) { Some(result) => println!("结果: {}", result), None => println!("无法除以零"), } } fn main() { print_division(10.0, 2.0); // 输出: 结果: 5.0 print_division(10.0, 0.0); // 输出: 无法除以零 }
方法 2:使用 if let
fn main() { let result = divide(10.0, 2.0); if let Some(value) = result { println!("计算结果: {}", value); } else { println!("计算失败"); } }
方法 3:使用 unwrap
或 expect
unwrap()
直接取出Some(T)
的值,如果是None
,程序 panic(崩溃):
fn main() { let value = Some(10); println!("{}", value.unwrap()); // 输出: 10 let none_value: Option<i32> = None; println!("{}", none_value.unwrap()); // panic! 程序崩溃 }
expect("错误信息")
在None
时会给出更详细的错误信息:
fn main() { let value = None; println!("{}", value.expect("值不能为空!")); // panic! 并打印: "值不能为空!" }
⚠️unwrap()
和 expect()
可能导致程序崩溃,应谨慎使用!
3. Option<T>
相关方法
(1)is_some()
和 is_none()
检查 Option
是否有值:
fn main() { let some_value = Some(42); let none_value: Option<i32> = None; println!("{}", some_value.is_some()); // true println!("{}", some_value.is_none()); // false println!("{}", none_value.is_some()); // false println!("{}", none_value.is_none()); // true }
(2)unwrap_or(default)
提供默认值:
fn main() { let some_value = Some(42); let none_value: Option<i32> = None; println!("{}", some_value.unwrap_or(100)); // 42 println!("{}", none_value.unwrap_or(100)); // 100 }
(3)unwrap_or_else(closure)
使用闭包计算默认值:
fn main() { let none_value: Option<i32> = None; let result = none_value.unwrap_or_else(|| { println!("计算默认值..."); 99 }); println!("{}", result); // 先打印"计算默认值...",然后输出 99 }
(4)map()
对 Some
里面的值进行操作:
fn main() { let number = Some(10); let double = number.map(|x| x * 2); // 如果是 Some,则执行 *2 println!("{:?}", double); // Some(20) let none_value: Option<i32> = None; let result = none_value.map(|x| x * 2); println!("{:?}", result); // None }
(5)and_then()
类似 map()
,但适用于返回 Option<T>
的情况:
fn square(x: i32) -> Option<i32> { Some(x * x) } fn main() { let number = Some(4); let result = number.and_then(square); println!("{:?}", result); // Some(16) let none_value: Option<i32> = None; let result = none_value.and_then(square); println!("{:?}", result); // None }
(6)filter()
如果值符合条件,则保留 Some(T)
,否则变为 None
:
fn main() { let number = Some(10); let even_number = number.filter(|x| x % 2 == 0); println!("{:?}", even_number); // Some(10) let odd_number = Some(11); let result = odd_number.filter(|x| x % 2 == 0); println!("{:?}", result); // None }
4. Option<T>
与 Result<T, E>
的对比
特性 | Option<T> |
Result<T, E> |
---|---|---|
作用 | 表示 "有值/无值" | 表示 "成功/失败" |
成功状态 | Some(T) |
Ok(T) |
失败状态 | None |
Err(E) |
适用场景 | 值可能不存在,如 find() |
可能出错的操作,如 parse() |
例子:
fn get_number(value: &str) -> Result<i32, String> { value.parse::<i32>().map_err(|_| "解析失败".to_string()) }
相比 Option<T>
,Result<T, E>
还能提供错误信息。
总结
Option<T>
让 Rust 显式 处理可能缺失的值,避免null
引发的问题。Some(T)
表示有值,None
表示无值。- 处理
Option<T>
可以使用:match
、if let
进行解包。unwrap()
(⚠️ 可能 panic)、unwrap_or(default)
、unwrap_or_else(closure)
提供默认值。map()
、and_then()
、filter()
进行变换和过滤。
Option<T>
适用于值可能缺失的情况,而Result<T, E>
适用于可能失败的操作。
Rust 强制你处理 Option<T>
,避免了 null
造成的运行时错误,提高代码安全性! 🎯
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