什么是Some和None？

Question

我使用了 Vec::get 并且遇到了一些我不理解的输出。这是代码：

fn main() {
    let command = [('G', 'H'), ('H', '5')];

    for i in 0..3 {
        print!(" {} ", i);
        println!("{:?}", command.get(i));
    }
}

输出结果为

 0 Some(('G', 'H'))
 1 Some(('H', '5'))
 2 None

我之前尝试过Haskell，但只看了10分钟教程就逃回了C++。不过我记得在Haskell中有关于Some和None的介绍。我很惊讶地发现在Rust中也有这个。能否有人解释一下为什么.get()返回Some或None？

- Syntactic Fructose

Answer 1

get的签名（针对切片，而不是Vec，因为您正在使用数组/切片）是：

fn get(&self, index: usize) -> Option<&T>

换句话说，它返回一个Option，这是一个枚举类型的定义如下：

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

None 和 Some 是枚举的变种，也就是说，类型为 Option<T> 的值可以是 None，也可以是包含类型为 T 的值的 Some。你也可以使用这些变种来创建 Option 枚举：

let foo = Some(42);
let bar = None;

这与Haskell中核心的data Maybe a = Nothing | Just a类型相同；两者都表示可选值，它要么存在（Some/Just），要么不存在（None/Nothing）。

这些类型通常用于表示失败，当某件事情失败时只有一种可能性，例如，.get使用Option来提供类型安全的边界检查数组访问：当索引超出范围时返回None（即没有数据），否则返回包含所请求指针的Some。

另请参见：

• 为什么Option的Some和None变体不需要限定？
• Rust中Some和Option之间的区别是什么？

- huon

Answer 2

将Some和 None视为规范的“安全”方式，以解决Rust语言不支持“安全”使用NULL指针的问题。由于您的Vec长度为3，而您只指定了两个对，第三个对就是有效的NULL；它不会返回NULL，而是返回None。

Rust通过强制我们在编译时使用Some/None来提供安全保证，以始终处理返回None的可能性。

- John Hinrichsen

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Rust语言不支持（不安全的）NULL指针，但这并非完全正确——实际上可以通过使用ptr::null()函数创建一个空指针。不过你回答的精神是正确的。 - Shepmaster

谢谢；我可以看出它们在与C进行接口时是必要的。 - John Hinrichsen

不仅如此，而且在需要不安全操作时也是如此。数据结构通常会在内部使用原始指针。 - Steve Klabnik

另一个好的观点。我已经编辑了我的答案，使其更准确。 - John Hinrichsen

回到 Haskell 的世界，那么 Rust 中的 "Some | None" 是否像 Haskell 中一样是一个单子？ - John Miller

Answer 3

command 不是一个向量（类型为 Vec<T>），而是一个固定大小的数组（在你的情况下是类型为 [(char, char); 2]），并且数组自动借用到片段（数组的视图）中，因此您可以使用所有在片段上定义的方法，包括 get:

返回给定索引处的片段元素，如果索引越界则返回 None 。

其行为非常明显：当给定索引有效时，它会返回该索引下的元素，并返回 Some ，否则返回 None 。

还有另一种访问片段中元素的方法-索引运算符，这应该很熟悉：

let nums = [1, 2, 3];
let x = nums[1];

它直接返回切片的元素，但如果索引超出范围，则会导致当前任务失败：

fn main() {
    let x = [1, 2];
    for i in 0..3 {
        println!("{}", x[i]);
    }
}

这个程序失败了：

% ./main2
1
2
task '<main>' failed at 'index out of bounds: the len is 2 but the index is 2', main2.rs:4

get()方法是为了方便而需要的；它可以避免事先检查给定的索引是否有效。

如果您不知道Some和None到底是什么以及为什么它们通常是必需的，您应该阅读官方 教程，因为它解释了这个非常基本的概念。

- Vladimir Matveev

Answer 4

Option枚举有两个变体。

1- None用于表示失败或没有值

2- Some是一个包装值的元组结构体

如果您需要在OOB中编写此结构，例如在typescript中，您应该这样写。这将使情况更容易可视化

• Define Option interface as derived class

  interface Option<T = any> {
    // pass all the methods here 
    // unwrap is used to access the wrapped value
    unwrap(): T;
  }
  

• write Some class which inherits from Option

Some类返回一个值。

class Some<T> implements Option<T> {
  private value: T;
 
  constructor(v: T) {
    this.value = v;
  }
 
  unwrap(): T {
    return this.value
}}

• 编写继承自Option的None类

None类返回null

class None<T> implements Option<T> {
 // you do not need constructor here     
  unwrap(): T {
    return null as T;
  }
}

- Yilmaz

---

这是一个非常有趣的例子，谢谢！ - silicakes

Answer 5

其他讨论 get() 返回类型为 选项枚举 的答案是准确的，但我认为有用的是如何去除打印中的某些内容。为了做到这一点，一个快速的方法是只需在选项上调用 unwrap，尽管这不是生产推荐的方式。关于选项的讨论，请查看 rust 书籍 此处。

使用 playground 中的 unwrap 代码进行更新（如下）

fn main() {
    let command = [('G', 'H'), ('H', '5')];

    for i in 0..3 {
        print!(" {} ", i);
        println!("{:?}", command.get(i).unwrap());
    }
}

- John Drinane