Rust 枚举、模式匹配与 Option/Result

更新时间：2026-09-18。Rust 没有 null，也没有异常，这两个「缺失」都由枚举 + 模式匹配优雅替代。所有权见 所有权与借用规则。

一、枚举可以携带数据

Rust enum 每个变体可以带不同类型和数量的数据（代数数据类型 / sum type）：

#[derive(Debug)]
enum Message {
    Quit,                       // 无数据
    Move(i32, i32),            // 元组变体
    Write(String),
    ChangeColor { r: u8, g: u8, b: u8 }, // 结构体变体
}

二、match：穷尽匹配

fn handle(m: Message) {
    match m {
        Message::Quit => println!("quit"),
        Message::Move(x, y) => println!("move {x} {y}"),
        Message::Write(s) => println!("{s}"),
        Message::ChangeColor { r, g, .. } => println!("color {r} {g}"),
    }
}

match 必须覆盖所有可能，漏分支编译失败（新增枚举变体时编译器会在所有 match 处提醒你补全）。可用 _ 兜底。

三、Option<T>：类型层面没有 null

enum Option<T> { Some(T), None }

fn find_user(id: u32) -> Option<String> {
    if id == 1 { Some("alice".into()) } else { None }
}
let u = find_user(1);
let name = u.unwrap_or("匿名");            // 缺省值
if let Some(n) = find_user(2) { println!("{n}"); }
let len = find_user(1).map(|s| s.len());   // Some(5) / None，链式处理

「可能没有值」被编码进类型，使用方必须显式处理 None，从根上消除空指针异常（对照其他语言的 NPE）。

四、Result<T, E>：错误是值，不是异常

enum Result<T, E> { Ok(T), Err(E) }

fn parse_port(s: &str) -> Result<u16, std::num::ParseIntError> {
    let p: u16 = s.parse()?;      // ? : 成功得值，失败立即 return Err
    Ok(p)
}
match parse_port("8080") {
    Ok(p)  => println!("port {p}"),
    Err(e) => eprintln!("bad port: {e}"),
}

• ? 传播错误（还会做错误类型的 From 转换），让主流程不被样板打断。
• unwrap/expect 在 None 或 Err 时 panic，只适合原型或确定不可能处；库/服务代码应显式处理或传播。
• 惯用组合子：map/map_err/and_then/unwrap_or_else。

五、常见坑

1. match 忘记穷尽：加了新枚举变体后所有 match 都要补，编译器报错是帮你而非刁难。
2. 匹配时移动了值：对 Option<String> 直接 Some(s) 会 move；只需引用写 match &opt { Some(s) => .. } 或用 as_ref()。
3. 到处 unwrap：生产代码对外部输入 unwrap 会因脏数据 panic，改用 ?/unwrap_or/匹配。
4. if let 忽略其它分支：方便但会静默放过 None/Err，需要兜底时回到 match。
5. ? 要求函数返回 Result/Option：在 main 里用要让 main 返回 Result<(), E> 或先处理。

总结

Rust enum 的每个变体可携带不同数据，配合必须穷尽的 match 做安全解构；标准库用 Option<T>（Some/None）把“可能没有值”编码进类型，强迫调用方处理 None，从而在类型层面消灭空指针，用 Result<T,E>（Ok/Err）把错误当成普通返回值显式处理、用 ? 自动传播错误而不靠异常；实战中用 unwrap_or/map/and_then 等组合子、用 if let 简化单分支匹配、对引用场景用 &opt 或 as_ref 避免移动，并避免在生产路径滥用会 panic 的 unwrap/expect。