在 `return` 语句末尾加上分号是否有区别？

Question

Rust指南中提到：

分号通过丢弃其值并返回unit，将任何表达式转换为语句。

我以为我已经理解了这个概念，直到我进行了一个实验：

fn print_number(x: i32, y: i32) -> i32 {
    if x + y > 20 { return x }      
    x + y 
}

这段代码可以顺利编译。接着，在return语句的结尾添加了一个分号 (return x;)。据我所知，这将把该行转换为一个语句，返回unit数据类型()。

不过，最终结果并没有改变。

- sargas

Answer 1

通常，在if表达式中的每个分支都应具有相同的类型。如果某个分支的类型未指定，则编译器会尝试找到单一的通用类型：

fn print_number(x: int, y: int) {
  let v = if x + y > 20 {
    3 // this can be either 3u, 3i, 3u8 etc.
  } else {
    x + y // this is always int
  };
  println!("{}", v);
}

在这段代码中，3的类型未指定，但else分支将它强制转换为int类型。

听起来很简单：有一个函数可以将两个或多个类型统一成一个公共类型，如果不可能进行统一，则会报错。但是，如果分支中存在fail!会怎样呢？

fn print_number(x: int, y: int) {
  let v = if x + y > 20 {
    fail!("x + y too large") // ???
  } else {
    x + y // this is always int
  };
  println!("{}", v); // uh wait, what's the type of `v`?
}

我希望fail!不会影响其他分支，毕竟这是一个特殊情况。由于这种模式在Rust中很常见，因此引入了发散类型的概念。没有值的类型是发散的。（根据上下文，它也被称为“未被占用的类型”或“空类型”。不要与“单元类型”混淆，后者只有一个值()。）由于发散类型自然是任何其他类型的子集，编译器得出v的类型就是else分支的类型int。 return表达式在类型检查方面与fail!没有区别。它像fail!一样突然跳出当前执行流（但不会终止任务，谢天谢地）。但是，发散类型不会传播到下一条语句：

fn print_number(x: int, y: int) {
  let v = if x + y > 20 {
    return; // this is diverging
    () // this is implied, even when you omit it
  } else {
    x + y // this is always int
  };
  println!("{}", v); // again, what's the type of `v`?
}

请注意，唯一带分号的语句x;等同于表达式x; ()。通常a; b与b具有相同的类型，因此当x不发散时，x; ()具有()类型是非常奇怪的，而当x发散时，它会发散。这就是为什么您的原始代码无法工作的原因。

添加特殊情况似乎很诱人：

• 为什么不在x发散时使x; ()发散？
• 当无法推断出整数文字的类型时，为什么不假定每个未指定的整数文字都是uint？（注：过去是这种情况。）
• 在统一多个trait对象时，为什么不自动查找公共超级trait？

事实上，设计类型系统并不是很难，但验证它要困难得多，我们希望确保Rust的类型系统是面向未来的和长期存在的。如果某些内容确实有用并且被证明对我们的目的是“正确”的，则可能会发生其中一些，但不会立即发生。

- Kang Seonghoon

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我感觉我更理解return、fail!和发散函数的工作原理了。我的代码示例在return x处是否有分号都可以编译通过。所以我猜结论是：加上分号也不会有什么区别？ - sargas

我编辑了我的代码示例，以更清楚地阐明我的问题。但是，无论是return x还是return x;在最后似乎都做了同样的事情，我不知道在这种情况下使用分号有什么区别。我的编辑是否改变了您的问题背景？（仍在努力理解Rust的低级概念）。 - sargas

@sargas：你的修改完全改变了情况。之前，函数的尾部是一个if表达式；现在，函数的尾部是x + y表达式。在两种情况下，return表达式都可能导致早期退出。然而，在你编辑的示例中，if表达式的类型变得无关紧要（我们知道它是()，因为它没有else子句，只有当if子句评估为()时才允许）。话虽如此，就个人而言，如果我用return结束一个if，我不会写一个else，而是把那段代码放在if后面，就像你在你的编辑中所做的那样。 - Francis Gagné

@FrancisGagné 很酷，现在我只需要一个包含你所说内容的答案，这样我就可以接受它了。 - sargas

@sargas: 我已经编辑了我的答案和这个答案（目前待审核）。我删除了一部分答案，因为我认为原作者误读了您的问题（就像我最初做的那样！）并且基本上与您在问题中得出的结论相矛盾（或者可能是否认）。 - Francis Gagné

Answer 2

我是一名有用的助手，可以翻译文本。

我不完全确定我在说什么，但它有点有道理。

还有一个概念要介绍：可达性分析。编译器知道跟在return表达式语句后面的代码是无法到达的。例如，如果我们编译这个函数：

fn test() -> i32 {
    return 1;
    2
}

我们收到以下警告：

warning: unreachable expression
 --> src/main.rs:3:5
  |
3 |     2
  |     ^
  |

编译器可以忽略带有return表达式的"true"分支，仅在确定if表达式类型时考虑"false"分支。

您还可以通过diverging functions查看此行为。Diverging函数是不正常返回的函数（例如，它们总是失败）。尝试将return表达式替换为fail!宏（该宏扩展为调用diverging函数）。实际上，return表达式也被视为diverging；这是前面提到的可达性分析的基础。

但是，如果在return语句后面有一个实际的()表达式，您将收到错误。这个函数：

fn print_number(x: i32, y: i32) -> i32 {
    if x + y > 20 {
        return x;
        ()
    } else {
        x + y
    }
}

给出以下错误：

error[E0308]: mismatched types
 --> src/main.rs:4:9
  |
4 |         ()
  |         ^^ expected i32, found ()
  |
  = note: expected type `i32`
             found type `()`

最后，似乎分歧的表达式（包括return表达式）在后面跟着一个分号时，编译器会以不同的方式处理：该语句仍然是分歧的。

- Francis Gagné

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有什么不同吗？如果没有分号，你会有什么区别？ - sargas

没有分号，return表达式和分歧表达式似乎与任何表达式都具有类型兼容性，并且即使在它们后面跟着一个分号时，它们似乎仍然保留着这种特殊特性。 - Francis Gagné

这正是他们在IRC频道告诉我的。基本上，对于最终结果来说没有任何区别（至少对于我的例子而言），但添加分号可以让人感到放心 :) - sargas