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可反驳性:模式是否可能匹配失败

模式有两种形式:可反驳的(refutable)和不可反驳的(irrefutable)。对于任何可能传递的值都会匹配的模式称为不可反驳的(irrefutable)。一个例子是 let x = 5; 语句中的 x,因为 x 匹配任何东西,因此不可能匹配失败。对于某些可能的值可能会匹配失败的模式称为可反驳的(refutable)。一个例子是 if let Some(x) = a_value 表达式中的 Some(x),因为如果 a_value 变量中的值是 None 而不是 Some,那么 Some(x) 模式将不会匹配。

函数参数、let 语句和 for 循环只能接受不可反驳的模式,因为当值不匹配时,程序无法做任何有意义的事情。if letwhile let 表达式以及 let...else 语句可以接受可反驳和不可反驳的模式,但编译器会对不可反驳的模式发出警告,因为根据定义,它们本意是处理可能的失败:条件语句的功能在于它能够根据成功或失败执行不同的操作。

一般来说,你不需要担心可反驳和不可反驳模式之间的区别;然而,你需要熟悉可反驳性这个概念,以便在看到错误信息时能够应对。在这些情况下,你需要根据代码的预期行为,更改模式或使用该模式的结构。

让我们看一个例子,了解当我们尝试在 Rust 要求不可反驳模式的地方使用可反驳模式,以及反之会发生什么。清单 19-8 展示了一个 let 语句,但对于模式,我们指定了 Some(x),这是一个可反驳模式。正如你可能预料的,这段代码将无法编译。

fn main() {
    let some_option_value: Option<i32> = None;
    let Some(x) = some_option_value;
}
Listing 19-8: 尝试在 let 中使用可反驳模式

如果 some_option_valueNone 值,它将无法匹配模式 Some(x),这意味着该模式是可反驳的。然而,let 语句只能接受不可反驳的模式,因为代码无法对 None 值做任何有效的事情。在编译时,Rust 会抱怨我们在需要不可反驳模式的地方使用了可反驳模式:

$ cargo run
   Compiling patterns v0.1.0 (file:///projects/patterns)
error[E0005]: refutable pattern in local binding
 --> src/main.rs:3:9
  |
3 |     let Some(x) = some_option_value;
  |         ^^^^^^^ pattern `None` not covered
  |
  = note: `let` bindings require an "irrefutable pattern", like a `struct` or an `enum` with only one variant
  = note: for more information, visit https://doc.rust-lang.org/book/ch19-02-refutability.html
  = note: the matched value is of type `Option<i32>`
help: you might want to use `let else` to handle the variant that isn't matched
  |
3 |     let Some(x) = some_option_value else { todo!() };
  |                                     ++++++++++++++++

For more information about this error, try `rustc --explain E0005`.
error: could not compile `patterns` (bin "patterns") due to 1 previous error

因为我们没有(也无法!)用模式 Some(x) 覆盖每一个有效值,Rust 理所应当地产生了一个编译器错误。

如果我们在需要不可反驳模式的地方有一个可反驳模式,我们可以通过更改使用该模式的代码来修复它:不使用 let,而使用 let...else。这样,如果模式不匹配,花括号中的代码将处理该值。清单 19-9 展示了如何修复清单 19-8 中的代码。

fn main() {
    let some_option_value: Option<i32> = None;
    let Some(x) = some_option_value else {
        return;
    };
}
Listing 19-9: 使用 let...else 和一个包含可反驳模式的代码块替代 let

我们给了代码一个出路!这段代码是完全有效的,尽管这意味着我们不能在不收到警告的情况下使用不可反驳的模式。如果我们给 let...else 一个始终会匹配的模式,例如 x,如清单 19-10 所示,编译器会给出一个警告。

fn main() {
    let x = 5 else {
        return;
    };
}
Listing 19-10: 尝试在 let...else 中使用不可反驳模式

Rust 会抱怨使用 let...else 配合不可反驳模式没有意义:

$ cargo run
   Compiling patterns v0.1.0 (file:///projects/patterns)
warning: irrefutable `let...else` pattern
 --> src/main.rs:2:5
  |
2 |     let x = 5 else {
  |     ^^^^^^^^^
  |
  = note: this pattern will always match, so the `else` clause is useless
  = help: consider removing the `else` clause
  = note: `#[warn(irrefutable_let_patterns)]` on by default

warning: `patterns` (bin "patterns") generated 1 warning
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.39s
     Running `target/debug/patterns`

由于这个原因,match 分支必须使用可反驳模式,除了最后一个分支,它应该使用不可反驳的模式来匹配所有剩余的值。Rust 允许我们在只有一个分支的 match 中使用不可反驳模式,但这种语法并不是特别有用,可以用更简单的 let 语句替代。

现在你已经知道在哪里使用模式,以及可反驳和不可反驳模式之间的区别,让我们来介绍所有可以用来创建模式的语法。