Option в Rust

В Rust нет null. Если значения может не быть, это выражается прямо в типе с помощью Option. Поначалу кажется, что это лишние церемонии, но так закрывается целый класс ошибок — «нулевые ссылки», из-за которых в других языках случилось бесчисленное множество падений.

Как выглядит Option

Option — это перечисление с двумя вариантами:

enum Option<T> {
    Some(T), // значение есть
    None,    // значения нет
}

На самом деле ты его уже видел: .get() у вектора и .get() у HashMap возвращают Option.

Создаём Option

fn main() {
    let has_value: Option<i32> = Some(5);
    let no_value: Option<i32> = None;

    println!("{:?}", has_value);
    println!("{:?}", no_value);
}

Вывод:

Some(5)
None

▶ Попробуй сам

Обрабатываем Option через match

Безопасный способ достать значение — match. Rust заставляет обработать оба случая, так что случайно забыть про вариант «значения нет» не получится:

fn main() {
    let age: Option<i32> = Some(30);

    match age {
        Some(value) => println!("Возраст: {value}"),
        None => println!("Возраст не указан"),
    }
}

▶ Попробуй сам

Пример из жизни

fn find_user(id: u32) -> Option<&'static str> {
    if id == 1 {
        Some("Алиса")
    } else {
        None
    }
}

fn main() {
    match find_user(1) {
        Some(name) => println!("Найден: {name}"),
        None => println!("Пользователь не найден"),
    }

    match find_user(99) {
        Some(name) => println!("Найден: {name}"),
        None => println!("Пользователь не найден"),
    }
}

Вывод:

Найден: Алиса
Пользователь не найден

▶ Попробуй сам

Вместо того чтобы вернуть null или выбросить исключение, когда пользователь не найден, функция самим своим типом сообщает каждому, кто её вызывает: «я могу ничего не найти». И компилятор не даст проигнорировать такую возможность.

Сокращения: unwrap_or и unwrap

В простых случаях полный match может показаться перебором. Есть пара сокращений:

fn main() {
    let age: Option<i32> = None;

    let value = age.unwrap_or(0); // если значения нет, берём 0
    println!("{value}");
}

▶ Попробуй сам

Есть ещё .unwrap(), который сразу отдаёт значение, но паникует (аварийно завершает программу), если там None:

let age: Option<i32> = Some(30);
let value = age.unwrap(); // здесь всё в порядке, ведь age — это Some

Осторожно

В настоящем коде берись за .unwrap(), только когда точно уверен, что там Some, — например, в быстрых экспериментах или примерах вроде тех, что на этой странице. В рабочем коде лучше match, unwrap_or или оператор ? (о нём — на следующей странице), чтобы отсутствующее значение не обрушило всю программу.

Практика

1. Первое чётное число

Напиши fn first_even(numbers: &[i32]) -> Option<i32>, которая возвращает первое чётное число в срезе или None, если такого нет. Выведи результат для [3, 7, 8, 10] через match, а для [1, 3, 5] — через .unwrap_or(0). Подсказка: перебирай срез в цикле и делай return Some(n), как только n % 2 == 0; после цикла верни None.

Показать решение

fn first_even(numbers: &[i32]) -> Option<i32> {
    for &n in numbers {
        if n % 2 == 0 {
            return Some(n);
        }
    }
    None
}

fn main() {
    match first_even(&[3, 7, 8, 10]) {
        Some(n) => println!("Первое чётное: {n}"),
        None => println!("Чётных чисел нет"),
    }

    let fallback = first_even(&[1, 3, 5]).unwrap_or(0);
    println!("Со значением по умолчанию: {fallback}");
}

Вывод:

Первое чётное: 8
Со значением по умолчанию: 0

▶ Попробуй сам

2. Ищем настройку

Создай HashMap с настройками, где есть только "громкость" со значением 80. Затем перебери ключи "громкость" и "яркость" и выведи значение, если оно есть, или сообщение «не задана», если его нет. Подсказка: .get(key) у HashMap возвращает Option, так что по нему можно сразу сделать match.

Показать решение

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut settings = HashMap::new();
    settings.insert("громкость", 80);

    for key in ["громкость", "яркость"] {
        match settings.get(key) {
            Some(value) => println!("{key} = {value}"),
            None => println!("{key} не задана"),
        }
    }
}

Вывод:

громкость = 80
яркость не задана

▶ Попробуй сам

Итоги

• Option<T> описывает значение, которое может быть, а может и не быть, — null в Rust нет.
• Some(value) что-то содержит; None значит, что там ничего нет.
• match — безопасный способ обработать оба случая; компилятор не даст забыть ни один.
• .unwrap_or(default) даёт запасное значение; .unwrap() паникует, если значение None, — пользуйся им пореже.

Проверь себя

Проверь себя

1. Что Rust использует вместо null для значения, которого может не быть?

Специальный тип NullPointer Пустую String Option<T>

2. Что происходит, если вызвать .unwrap() у значения None?

Паника Возвращается значение по умолчанию Молча снова возвращается None

3. Что делает age.unwrap_or(0), когда age — это None?

Паникует с ошибкой Возвращает запасное значение 0 Навсегда превращает None в Some(0)

4. Почему match считается безопасным способом достать значение из Option?

Он быстрее, чем unwrap Он автоматически превращает None в значение по умолчанию Компилятор заставляет обработать оба случая — Some и None

5. Какие из упомянутых на этой странице методов уже возвращают Option?

.push() у вектора .get() у вектора или HashMap .len() у String

Результат: 0 / 5

Что почитать

• Перечисление Option и его преимущества перед null-значениями — книга «Язык программирования Rust»: официальное объяснение, почему в Rust Option вместо null (перевод на русский).
• std::option — документация стандартной библиотеки (на английском): обзор всего, что можно делать с Option, включая удобные методы вроде map, and_then и is_some.
• Option и unwrap — Rust на примерах: короткие запускаемые примеры match, unwrap и того, когда случается паника (перевод на русский).
• Option<T> — документация std (на английском): полный список методов, у каждого — крошечный пример, который можно скопировать.