4.2 枚举与模式匹配：案由分类

4.2 枚举与模式匹配：案由分类

本节摘要：枚举把"互斥的几种情况"连同各自携带的数据建成一个类型，match 按分支解构处理并强制穷尽。本节以标准库 Option 与 Result 两大内置枚举为判例，展示"让非法状态不可表示"的建模思路。读完你能用枚举加 match 替代布尔标志与魔法值。

枚举：每个变体可携带不同数据

enum Ruling {
    Acquitted,                       // 无数据
    Fine(u32),                       // 携带一个值
    Sentence { years: u8, parole: bool }, // 携带命名字段
}

fn describe(r: &Ruling) -> String {
    match r {
        Ruling::Acquitted => "无罪释放".into(),
        Ruling::Fine(amount) => format!("罚款 {}", amount),
        Ruling::Sentence { years, .. } => format!("监禁 {} 年", years),
    }
}
​

与 C 枚举（本质是整数常量）不同，Rust 枚举变体是真正的和类型：值恰为其一，且可携带载荷。match 在解构时把载荷取出来用，.. 忽略其余字段。

判例：Option 消灭空指针

fn find_case(no: u32) -> Option<String> {
    if no == 173 { Some("所有权纠纷".into()) } else { None }
}

let name = match find_case(173) {
    Some(n) => n,
    None => "未立案".to_string(),
};
let short = find_case(42).unwrap_or_default();
​

Option 表示"可能没有"。没有就是 None，不存在 null 那种"任何引用类型都可能为空"的全域风险。编译器强迫你在取出内容前先过 match、unwrap 或 ?——空指针解引用这类案件在源头上没有立案资格。

match 的附加权力

let msg = match n {
    0 => "零",
    1 | 2 | 3 => "少",              // 多模式或
    4..=9 => "中",                   // 范围模式
    _ => "多",
};
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绑定、守卫（if 条件附加在臂上）、嵌套解构都可组合。if let 是单分支速记：只关心一种情况时替代完整 match。

图：非法状态建模对比

要点回顾

• 变体可携带异构载荷，枚举是和类型不是整数常量；
• Option 取代可空引用，处理缺失成为类型义务；
• match 穷尽性 + 解构是 Rust 表达力的中枢，第 6 章 Result 沿用同一套；
• if let 适合单分支，别为一种情况写全量 match。

💡 关键直觉：建模时先问"哪些状态组合不该存在"，把它们设计成无法构造的枚举分支之外的路径。

守卫与绑定：match 的两枚精密量具

match 的分支不只能比对形态，还能加条件（守卫）与捕获子结构（@ 绑定），这两者把分派逻辑写成一段声明。

#[derive(Debug)]
enum Motion {
    Adjourn(u32),          // 申请休庭，附时长
    Amend { field: String },
}

fn rule_on(m: &Motion) -> &'static str {
    match m {
        Motion::Adjourn(n) if *n > 120 => "时长过长，驳回",
        Motion::Adjourn(_)              => "准许休庭",
        Motion::Amend { field } if field == "被告" => "改被告须重新送达",
        Motion::Amend { .. }            => "程序性修改，准许",
    }
}

fn classify(page: u16) -> String {
    match page {
        0                => String::from("空页"),
        low @ 1..=9      => format!("目录区 {}", low),   // @ 把范围值绑定下来
        10..=99          => String::from("正文"),
        _                => String::from("附录"),
    }
}

fn main() {
    println!("{}", rule_on(&Motion::Adjourn(180)));
    println!("{}", classify(3));
}
​

守卫里的 | 多模式与 if 组合时注意：守卫作用于整个分支的全部模式，不能只约束其中一个。范围搭配 @ 是避免"匹配了范围却拿不到值"的标准写法。

Option 的两道高频判例

Option 出庭最多的现场是"查表"，两个惯用法值得固化为肌肉记忆。

fn main() {
    let mut shelf: Vec<Option<String>> = vec![Some(String::from("A")), None, Some(String::from("C"))];

    // 判例一：迭代时保留 None 的坑——iter 会产出 &Option
    for slot in shelf.iter_mut() {
        if let Some(item) = slot {
            item.push('!');
        }
    }
    println!("{:?}", shelf);

    // 判例二：链式取值，避免层层 if let
    let record: Option<&Option<String>> = shelf.first();
    let label = record
        .and_then(|s| s.as_ref())      // Option<&Option<T>> → Option<&T>
        .map(|s| s.len())
        .unwrap_or(0);
    println!("首格长度 {}", label);
}
​

Vec<Option<T>> 这个组合本身值得多说一句：它把"位置存在但内容缺席"与"位置不存在"分开表达，这是 null 语义的拆分，也是与空数组约定最大的差异。组合子 and_then / map / unwrap_or 各管一段，链起来之后控制流完全消失，只剩数据变换。

穷尽性是一份免费的审查

match 漏写形态时 E0004 出庭，报错会列出全部未覆盖形态。工程上的推论：宁可枚举多一个形态、match 多一个分支，也不要用 _ 把未知形态吞掉——_ 是穷尽性检查的逃生门，随手写它等于把免费的陪审员请出法庭。协议解析、状态机这类代码里，_ 分支应至少带 debug_assert 或日志。