RUST编程知识拾遗：Option 学习

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介绍

Option类型代表了一个可选的值，每个Option要么是一个Some中包含一个值，要么是一个None。Option的定义如下：

pub enum Option<T> {
    None,
    Some(T),
}

用法

Option主要有以下一些用法：

• 初始化值；

• 作为在整个输入范围内没有定义的函数的返回值；

• 作为返回值，用None表示出现的简单错误；

• 作为结构体的可选字段；

• 作为结构体中可借出或者是可载入的字段；

• 作为函数的可选参数；

• 代表空指针；

• 用作复杂情况的返回值。

此处，我们举例说明一下“作为结构体可借出或者是可载入的字段”。

use std::thread;
use std::time::Duration;

struct Worker {
    thread: thread::JoinHandle<()>,
}

impl Worker {
    fn new() -> Worker {
        let thread = thread::spawn(move || {
            println!("start sleep 10 secs ...");
            thread::sleep(Duration::from_secs(10));
        });
        Worker {
            thread: thread,
        }
    }
}

struct ThreadPool {
    workers: Vec<Worker>,
}

impl ThreadPool {
    fn new(size: usize) -> ThreadPool {
        assert!(size > 0);
        let mut workers = Vec::with_capacity(size);
        for _ in 0..size {
            workers.push(Worker::new());
        }

        ThreadPool { workers }
    }
}

impl Drop for ThreadPool {
    fn drop(&mut self) {
        for worker in &mut self.workers {
            worker.thread.join().unwrap();//报错，无法编译，thread也无法实现copy trait
            println!("worker thread finished!");
        }
    }
}

fn main() {
    let _pool = ThreadPool::new(3);
    println!("Hello, world!");
}

上述例子中，实现了一个不完整的线程池，在Worker中，有一个字段为线程的句柄。当线程池对象drop时，无法使用mut对象中成员的引用（即通过&mut self.workers取出worker，在调用worker.thread.join()）。为了解决此问题，我们可以将Worker结构体修改如下：

struct Worker {
    // thread: thread::JoinHandle<()>,
    thread: Option<thread::JoinHandle<()>>,
}

完整代码为：

use std::thread;
use std::time::Duration;

struct Worker {
    // thread: thread::JoinHandle<()>,
    thread: Option<thread::JoinHandle<()>>,
}

impl Worker {
    fn new() -> Worker {
        let thread = thread::spawn(move || {
            println!("start sleep 10 secs ...");
            thread::sleep(Duration::from_secs(10));
        });
        Worker {
            // thread: thread,
            thread: Some(thread),
        }
    }
}

struct ThreadPool {
    workers: Vec<Worker>,
}

impl ThreadPool {
    fn new(size: usize) -> ThreadPool {
        assert!(size > 0);
        let mut workers = Vec::with_capacity(size);
        for _ in 0..size {
            workers.push(Worker::new());
        }

        ThreadPool { workers }
    }
}

impl Drop for ThreadPool {
    fn drop(&mut self) {
        for worker in &mut self.workers {
            // worker.thread.join().unwrap();
            // println!("worker thread finished!");
            
            if let Some(thread) = worker.thread.take() {//此处将thread从Worker的thread字段的Option中拿出来，使用了“Option类型作为结构体中可借出或者是可载入的字段”
                thread.join().unwrap();
                println!("worker thread finished!");
            }
        }
    }
}

fn main() {
    let _pool = ThreadPool::new(3);
    println!("Hello, world!");
}

在ThreadPool的drop实现中，通过option的take方法，将thread从worker中移出，然后调用join，成功解决问题。

方法

• is_some

  pub fn is_some(&self) -> bool
  

  当Option中有值时，返回true。

• is_none

  pub fn is_none(&self) -> bool
  

  当Option为None时，返回true。

• contains

  pub fn contains<U>(&self, x: &U) -> bool
  where
      U: PartialEq<T>, 
  

  当Some中包含给定的值时，返回true。这个是nightly API。

  //示例
  #![feature(option_result_contains)]
  
  let x: Option<u32> = Some(2);
  assert_eq!(x.contains(&2), true);
  
  let x: Option<u32> = Some(3);
  assert_eq!(x.contains(&2), false);
  

• as_ref

  pub fn as_ref(&self) -> Option<&T>
  

  将&Option<T> 转换为Option<&T>

  //例子
  let text: Option<String> = Some("Hello, world!".to_string());
  
  let text_length: Option<usize> = text.as_ref().map(|s| s.len());
  println!("still can print text: {:?}", text);
  

• take

  pub fn take(&mut self) -> Option<T>
  

  把值从Option中拿出来，留下None。

  let mut x = Some(2);
  let y = x.take();
  assert_eq!(x, None);
  assert_eq!(y, Some(2));
  
  let mut x: Option<u32> = None;
  let y = x.take();
  assert_eq!(x, None);
  assert_eq!(y, None);
  

• copied

  pub fn copied(self) -> Option<T>
  

  从Option<&T>得到Option<T>(通过复制来实现)

  let x = 12;
  
  let opt_x = Some(&x);
  assert_eq!(opt_x, Some(&12));
  
  let copied = opt_x.copied();
  assert_eq!(copied, Some(12));
  

• cloned

  pub fn cloned(self) -> Option<T>
  

  从Option<&T>得到Option<T>(通过克隆来实现)

  let x = 12;
  
  let opt_x = Some(&x);
  assert_eq!(opt_x, Some(&12));
  
  let cloned = opt_x.cloned();
  assert_eq!(cloned, Some(12));