如何使用可出错的初始化程序延迟初始化/填充“选项”？

Question

假设我有一个包含Option<Resource> 的结构，其中Resource 是我需要使用的某种类型，需要分配外部资源（在实际情况下是GPU 内存），因此可能会失败。在一个方法中，如果尚未完成分配，我想尝试分配，但如果失败则传播或处理错误。

如果不是失败案例，Option::get_or_insert_with 将是完美的。事实上，我想到的最整洁的解决方案涉及一个 unwrap()，这是不优雅的，因为它看起来像一个潜在的恐慌：

struct Container {
    resource: Option<Resource>,
    ...
}

impl Container {
    ...
    fn activate(&mut self) -> Result<(), Error> {
        if self.resource.is_none() {
            self.resource = Some(Resource::new()?);
        }
        let resource: &mut Resource = self.resource.as_mut().unwrap();
        // ... now do things with `resource` ...
        Ok(())
    }
    ...
}

有没有比这更轻松地初始化Option 的方法？需要明确的是，我并不是单独寻求避免unwrap()，而是整体可读性。如果替代方案更加复杂和间接，我宁愿坚持下去。

---

完整的示例代码（on Rust Playground）：

#[derive(Debug)]
struct Resource {}
#[derive(Debug)]
struct Error;

impl Resource {
    fn new() -> Result<Self, Error> {
        Ok(Resource {})
    }

    fn write(&mut self) {}
}

#[derive(Debug)]
struct Container {
    resource: Option<Resource>,
}

impl Container {
    fn new() -> Self {
        Self { resource: None }
    }

    fn activate(&mut self) -> Result<(), Error> {
        if self.resource.is_none() {
            self.resource = Some(Resource::new()?);
        }
        self.resource.as_mut().unwrap().write();
        Ok(())
    }
}

fn main() {
    Container::new().activate();
}

Answer 1

确实，get_or_insert_with() 但返回 Result<&mut T, E> 是您可以用来简化代码的方法。但是，正如您已经发现 Option 没有例如try_get_or_insert_with() 方法。

其他解决方法也类似冗长。但是，您可以使用match 和get_or_insert() 来避免unwrap()，如下所示：

fn activate(&mut self) -> Result<(), Error> {
    let res = match &mut self.resource {
        Some(res) => res,
        None => self.resource.get_or_insert(Resource::new()?),
    };
    res.write();

    Ok(())
}

如果经常使用，那么你也可以定义自己的try_get_or_insert_with() trait 方法，并为Option<T> 实现它。

trait TryGetOrInsert<T> {
    fn try_get_or_insert_with<E, F>(&mut self, f: F) -> Result<&mut T, E>
    where
        F: FnOnce() -> Result<T, E>;
}

impl<T> TryGetOrInsert<T> for Option<T> {
    fn try_get_or_insert_with<E, F>(&mut self, f: F) -> Result<&mut T, E>
    where
        F: FnOnce() -> Result<T, E>,
    {
        match self {
            Some(value) => Ok(value),
            None => Ok(self.get_or_insert(f()?)),
        }
    }
}

那么现在您可以将activate() 方法简化为以下内容：

fn activate(&mut self) -> Result<(), Error> {
    let res = self.resource.try_get_or_insert_with(|| Resource::new())?;
    res.write();

    Ok(())
}