C中Scala的选项或Rust的结果错误处理[关闭]答案

【问题标题】：Scala's Option or Rust's Result error handling in C [closed]C中Scala的选项或Rust的结果错误处理[关闭]
【发布时间】：2020-07-25 11:11:58
【问题描述】：

在专业从事 Scala 和 Python 工作一段时间后，我再次开始编写 C。在使用 Scala 的“Option”和“Either”错误处理模式并最近尝试了 Rust 方式之后，我想要在 C 中使用类似的东西。所以我想出了这样的东西：

typedef struct {
    int age;
    char* name;
} User;

typedef struct {
    char* error;
    User* value;
} UserResult;

UserResult get_user() {
    /* Some complicated user fetching process .. that fails */
    return (UserResult) { .error = "403 Unauthorized\n" };
}

int main(void) {
    UserResult res = get_user();
    if (res.error)
        handle_error(res.error);
    if (res.value)
        do_something(res.value);
    /* ... */
    return 0;
}

但这并不安全（我们可以访问无效指针）。我怎样才能得到类似于 Scala 或 Rust 处理 C 中错误的方式？

编辑：更正 UserResult 字段名称“值”

【问题讨论】：

标签： c scala error-handling rust

【解决方案1】：

有很多方法可以处理现有 C 代码中的错误。如此之多，以至于理解如何处理各种库的错误是一种不可忽视的精神负担，在一个项目中同时使用多个库时更是如此。

引入一种处理错误的新方法可能是有益的，但另一方面，它可能类似于this famous XKCD comic。

Rust（和 Scala 等）方式确实非常强大，并且与其他较旧的习惯用法相比具有一些优势。

但是，Result 惯用语是基于Sum Types，C 语言本身并不支持。无法保证您的 UserResult 处于一致状态。 user 和 error 可以同时为 null 或非 null。

这可以稍作修改，例如使用联合：

typedef struct{
    union {
        char* error;
        User user;
    }
    bool has_error;
} UserResult;

has_error 标志指示实际填充的是哪个字段：

int main(void) {
    UserResult res = get_user();
    if (res.has_error)
        handle_error(res.error);
    else
        do_something(res.value);
    /* ... */
    return 0;
}

这并不完美，因为 C 语言不强制执行正确的联合访问，而是在使用不正确时调用 undefined behaviour。

【讨论】：

【解决方案2】：

问题是即使在 C 中使用 UserResult 模型，程序员仍有责任记住进行空检查，也就是说，编译器没有强制执行它，所以即使我们声明了 UserResult，也没有什么能阻止我们写错了

int main(void) {
  UserResult res = get_user();
  do_something(res.value); // Runtime error: oops I forgot to null-check and unfortunately compiler is still happy
  return 0;
}

而 Scala 的 Option 程序员是被编译器强制处理的情况，例如，

case class User(age: Int, name: String)
case class UserResult(value: Option[User], error: Option[String])

def get_user(): UserResult = {
  /* Some complicated user fetching process .. that fails */
  UserResult(value = None, error = Some("403 Unauthorized"))
}

def do_something(user: User) = ???

object Main extends App {
  val res = get_user()
  do_something(res.value) // Compile-time error: oops I forgot to "null-check" but fortunately the compiler is unhappy
}

【讨论】：