Rust Option

Rust 没有 null。如果一个值可能不存在，就直接在类型里用 Option 表达出来。刚开始你会觉得多了些繁文缛节，但它彻底堵住了一整类 bug：在其他语言里导致过无数次崩溃的“空引用”。

Option 长什么样

Option 是一个有两个变体的枚举：

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

其实你已经见过它了：vector 的 .get() 和 HashMap 的 .get() 返回的都是 Option。

创建 Option

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

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

输出：

Some(5)
None

▶ 动手试一试

用 match 处理 Option

把值安全地取出来，靠的是 match。Rust 强制你处理两种情况，所以你不可能一不小心漏掉“值不存在”的情况：

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

    match age {
        Some(value) => println!("年龄是 {value}"),
        None => println!("没有填写年龄"),
    }
}

▶ 动手试一试

一个贴近实际的例子

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

fn main() {
    match find_user(1) {
        Some(name) => println!("找到了：{name}"),
        None => println!("找不到这个用户"),
    }

    match find_user(99) {
        Some(name) => println!("找到了：{name}"),
        None => println!("找不到这个用户"),
    }
}

输出：

找到了：Alice
找不到这个用户

▶ 动手试一试

找不到用户时，这个函数既不返回 null，也不抛出异常。它的返回类型本身就在告诉每个调用者：“这里可能什么也找不到。”而且编译器不会允许调用者忽略这种可能。

快捷写法：unwrap_or 和 unwrap

简单的场景下，写一整个 match 可能有点大材小用。这里有几个快捷写法：

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

    let value = age.unwrap_or(0); // 没有值时退回到 0
    println!("{value}");
}

▶ 动手试一试

还有 .unwrap()，它直接把值给你，但如果是 None 就会 panic（程序崩溃）：

let age: Option<i32> = Some(30);
let value = age.unwrap(); // 这里没问题，因为 age 是 Some

警告

在正式代码里，只有当你确定值一定是 Some 时才用 .unwrap()，比如快速试验，或者像本页这样的示例。生产代码里，优先用 match、unwrap_or 或 ? 运算符（在下一页讲），这样一个缺失的值就不会让整个程序崩溃。

练习

1. 第一个偶数

写一个函数 fn first_even(numbers: &[i32]) -> Option<i32>，返回 slice 中的第一个偶数，如果没有就返回 None。对 [3, 7, 8, 10] 用 match 打印结果，对 [1, 3, 5] 用 .unwrap_or(0) 打印结果。提示：遍历 slice，一旦 n % 2 == 0 就 return Some(n)；循环结束后返回 None。

查看答案

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!("第一个偶数：{n}"),
        None => println!("没有偶数"),
    }

    let fallback = first_even(&[1, 3, 5]).unwrap_or(0);
    println!("使用默认值：{fallback}");
}

输出：

第一个偶数：8
使用默认值：0

▶ 动手试一试

2. 查找一项设置

创建一个存放设置的 HashMap，里面只有 "volume"，值为 80。然后遍历键 "volume" 和 "brightness"：如果值存在就打印出来，不存在就打印一条“未设置”的提示。提示：HashMap 的 .get(key) 返回 Option，所以可以直接对它 match。

查看答案

use std::collections::HashMap;

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

    for key in ["volume", "brightness"] {
        match settings.get(key) {
            Some(value) => println!("{key} = {value}"),
            None => println!("{key} 未设置"),
        }
    }
}

输出：

volume = 80
brightness 未设置

▶ 动手试一试

总结

• Option<T> 表示一个可能存在、也可能不存在的值：Rust 没有 null。
• Some(value) 里装着值；None 表示什么都没有。
• match 是处理这两种情况的安全方式，编译器不会让你漏掉其中任何一个。
• .unwrap_or(default) 给你一个默认值；.unwrap() 遇到 None 会 panic，要少用。

小测验

小测验

1. 对于可能缺失的值，Rust 用什么来代替 null？

一个特殊的 NullPointer 类型 一个空的 String Option<T>

2. 对 None 调用 .unwrap() 会发生什么？

程序 panic 返回一个默认值 悄悄地再返回一个 None

3. 当 age 是 None 时，age.unwrap_or(0) 会做什么？

报错并 panic 退回到 0 把 None 永久地变成 Some(0)

4. 为什么说 match 是从 Option 中取值的安全方式？

它比 unwrap 更快 它会自动把 None 变成默认值 编译器强制你同时处理 Some 和 None 两种情况

5. 本页提到的哪些方法本身就返回 Option？

vector 的 .push() vector 或 HashMap 的 .get() String 的 .len()

得分: 0 / 5

延伸阅读

• Option 枚举 — Rust 程序设计语言：官方教程解释 Rust 为什么用 Option 而不用 null，以及它相比空值的优势。
• std::option — 标准库文档（英文）：Option 能做的所有事情的概览，包括 map、and_then、is_some 等常用方法。
• Option 和 unwrap — 通过例子学 Rust：match、unwrap 以及什么时候会发生 panic 的简短可运行示例。
• Option<T> — 标准库文档（英文）：完整的方法列表，每个方法都附有可以直接复制的小例子。