答案。

问题历史

许多编程语言允许使用 null 值，这会导致运行时的 null 指针解引用错误。在 Rust 中，引入了通用类型 Option<T> 来明确表示可选值，这增强了安全性，并且迫使程序员考虑缺失值的情况。

问题

缺失值（例如，搜索结果未找到）通常会导致运行时错误，如果没有在类型中反映出这一点的话。安全且明确地管理空值的情况可以减少 bug 的数量。

解决方案

类型 Option<T> 实现为一个具有两个变体的枚举：Some(T)（存在值）和 None（缺少值）。这使得编译器强制程序员考虑这两种情况。任何没有显式检查的可选值使用都会导致编译错误。

代码示例：

fn divide(a: i32, b: i32) -> Option<i32> {
    if b == 0 { None } else { Some(a / b) }
}

let res = divide(6, 3);
match res {
    Some(result) => println!("结果: {}", result),
    None => println!("除以零！"),
}

关键特性：

没有 null 指针：缺失值是类型的一部分，而不是 magic 值。
开发者必须处理两种情况——存在和值缺失。
兼容模式匹配，方便灵活处理逻辑。

难题。

Option<T> 是零成本抽象吗，还是每个 Option 变量占用更多空间？

是的，在大多数情况下，Option<T> 是零成本的，当类型 T 不能接受 "null" 值时（例如，引用类型或 Box<T>）。Rust 采用 "nullable pointer optimization" 进行优化，额外的内存并不需要。

let value: Option<&u32> = None;
// 不会占用比普通引用更多空间。

可以毫无顾忌地使用 unwrap 吗？

不可以，unwrap() 在值为 None 时会导致 panic。只有在确认值存在的情况下才可以使用，或者选择使用 unwrap_or、unwrap_or_else，或模式匹配。

Option 与引用 (&T, Option<&T>) 有何不同？

引用始终指向一个存在的值。如果值缺失，则需要使用 Option<&T> 来显式反映“可能什么都没有”。使用 Option 而不是直接引用可以防止出现空指针竞态条件。

常见错误和反模式

无处不在地使用 unwrap 而不检查，导致 panic。
混合使用 Option<&T> 和引用，而选择不具备逻辑依据。
将 Option 转换为 Result 或其他类型而没有经过深思熟虑的选择。

生活中的例子

负面案例

函数通过 Option 返回搜索结果，但调用代码使用 unwrap，确信总有结果。实际上在缺少值时，程序在生产环境中崩溃。

优点：

原型阶段代码简洁。

缺点：

容易遗漏未发现的情况，可能导致应用程序非正常结束。

正面案例

代码使用 match 处理 Option，所有情况都明确记录并覆盖了测试。