可反驳性:模式是否可能匹配失败

模式有两种形式:可反驳的和不可反驳的。对于任何可能传入的值都会匹配的模式是不可反驳的。例如语句 let x = 5; 中的 x,因为 x 匹配任何值,因此不可能匹配失败。对于某些可能的值可能匹配失败的模式是可反驳的。例如表达式 if let Some(x) = a_value 中的 Some(x),因为如果变量 a_value 中的值是 None 而不是 Some,则 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,程序无法执行任何有意义的操作。if letwhile let 表达式接受可反驳和不可反驳的模式,但编译器会警告使用不可反驳的模式,因为根据定义,它们旨在处理可能的失败:条件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,您不必担心可反驳和不可反驳模式之间的区别;但是,您需要熟悉可反驳性的概念,以便在错误消息中看到它时能够做出响应。在这些情况下,您需要根据代码的预期行为更改模式或使用模式的构造。

让我们看一个例子,当我们尝试在 Rust 需要不可反驳模式的地方使用可反驳模式,反之亦然时会发生什么。列表 18-8 展示了一个 let 语句,但是对于我们指定的模式 Some(x),这是一个可反驳的模式。正如您可能预料的那样,此代码将无法编译。

fn main() {
    let some_option_value: Option<i32> = None;
    let Some(x) = some_option_value;
}

列表 18-8:尝试在 let 中使用可反驳的模式

如果 some_option_value 是一个 None 值,它将无法匹配模式 Some(x),这意味着该模式是可反驳的。但是,let 语句只能接受不可反驳的模式,因为对于 None 值,代码无法执行任何有效操作。在编译时,Rust 会抱怨我们试图在需要不可反驳模式的地方使用可反驳模式。

$ 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.net.cn/book/ch18-02-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

因为我们没有用模式 Some(x) 覆盖(并且无法覆盖!)每个有效值,所以 Rust 理所当然地会产生编译器错误。

如果我们在需要不可反驳模式的地方使用可反驳模式,我们可以通过更改使用该模式的代码来修复它:我们可以使用 if let 而不是 let。然后,如果模式不匹配,代码将只跳过花括号中的代码,使其能够继续有效运行。列表 18-9 展示了如何修复列表 18-8 中的代码。

fn main() {
    let some_option_value: Option<i32> = None;
    if let Some(x) = some_option_value {
        println!("{x}");
    }
}

列表 18-9:使用 if let 和一个带有可反驳模式的代码块,而不是 let

我们给代码一个出路!这段代码现在完全有效。但是,如果我们给 if let 一个不可反驳的模式(一个总是匹配的模式),例如 x,如列表 18-10 所示,编译器会发出警告。

fn main() {
    if let x = 5 {
        println!("{x}");
    };
}

列表 18-10:尝试在 if let 中使用不可反驳的模式

Rust 抱怨说,将 if let 与不可反驳的模式一起使用是没有意义的。

$ cargo run
   Compiling patterns v0.1.0 (file:///projects/patterns)
warning: irrefutable `if let` pattern
 --> src/main.rs:2:8
  |
2 |     if let x = 5 {
  |        ^^^^^^^^^
  |
  = note: this pattern will always match, so the `if let` is useless
  = help: consider replacing the `if let` with a `let`
  = 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`
5

因此,match 分支必须使用可反驳的模式,除了最后一个分支,它应该用一个不可反驳的模式匹配任何剩余的值。Rust 允许我们在只有一个分支的 match 中使用不可反驳的模式,但是这种语法不是特别有用,可以用更简单的 let 语句代替。

现在您已经知道在哪里使用模式以及可反驳模式和不可反驳模式之间的区别,让我们来介绍一下所有可用于创建模式的语法。