如何展平嵌套的结果？

Question

我正在使用第三方库，它提供了我必须“按原样”使用的基于树的数据结构。 API 返回Result<T, Error>。我必须进行一些顺序调用并将错误转换为我的应用程序的内部错误。

use std::error::Error;
use std::fmt;

pub struct Tree {
    branches: Vec<Tree>,
}

impl Tree {
    pub fn new(branches: Vec<Tree>) -> Self {
        Tree { branches }
    }

    pub fn get_branch(&self, id: usize) -> Result<&Tree, TreeError> {
        self.branches.get(id).ok_or(TreeError {
            description: "not found".to_string(),
        })
    }
}

#[derive(Debug)]
pub struct TreeError {
    description: String,
}

impl Error for TreeError {
    fn description(&self) -> &str {
        self.description.as_str()
    }
}

impl fmt::Display for TreeError {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        self.description.fmt(f)
    }
}

#[derive(Debug)]
pub struct MyAwesomeError {
    description: String,
}

impl MyAwesomeError {
    pub fn from<T: fmt::Debug>(t: T) -> Self {
        MyAwesomeError {
            description: format!("{:?}", t),
        }
    }
}

impl Error for MyAwesomeError {
    fn description(&self) -> &str {
        &self.description
    }
}

impl fmt::Display for MyAwesomeError {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        self.description.fmt(f)
    }
}

如果我写这段代码：

pub fn take_first_three_times(tree: &Tree) -> Result<&Tree, MyAwesomeError> {
    let result = tree
        .get_branch(0)
        .map(|r| r.get_branch(0))
        .map(|r| r.map(|r| r.get_branch(0)));
    //    ...
}

result 的类型将是 Result<Result<Result<Tree, TreeError>, TreeError>, TreeError>。我不想通过match 的级联来处理错误。

我可以写一个内部函数，调整API的接口，处理基函数级别的错误：

fn take_first_three_times_internal(tree: &Tree) -> Result<&Tree, TreeError> {
    tree.get_branch(0)?.get_branch(0)?.get_branch(0)
}

pub fn take_first_three_times(tree: &Tree) -> Result<&Tree, MyAwesomeError> {
    take_first_three_times_internal(tree).map_err(MyAwesomeError::from)
}

如何在没有附加功能的情况下实现这一点？

Answer 1

这是一个问题示例，当您在函数式编程中使用各种包装器（如 Option）时。在函数式编程中有所谓的“纯”函数，它不改变某些状态（全局变量、输出参数），只依赖输入参数，只将它们的结果作为返回值返回，没有任何副作用。它使程序更加可预测和安全，但也带来了一些不便。

假设我们有let x = Some(2) 和一些函数f(x: i32) -> Option<f32>。当您使用map 将该f 应用于x 时，您将嵌套Option<Option<f32>>，这与您遇到的问题相同。

但是在函数式编程的世界里（Rust 的想法受到了很多启发，并且支持许多典型的“函数式”特性），他们提出了解决方案：monad。

我们可以向map 显示类似(A<T>, FnOnce(T)->U) -> A<U> 的签名，其中A 类似于包装器类型，例如Option 或Result。在 FP 中，这种类型称为函子。但它有一个高级版本，称为 monad。除了map 函数之外，它的接口中还有一个类似的函数，传统上称为bind，其签名类似于(A<T>, FnOnce(T) -> A<U>) -> A<U>。更多详情there.

事实上，Rust 的Option 和Result 不仅是一个函子，也是一个单子。在我们的例子中，bind 实现为 and_then 方法。例如，您可以在我们的示例中像这样使用它：x.and_then(f)，结果得到简单的Option<f32>。因此，您可以使用.and_then 链来代替.map 链，它的作用非常相似，但不会有嵌套结果。