Rust 中的发散函数有什么意义？

Question

我已经阅读了几个关于 SO 的答案，并收集了这些用例：

• 当一个panic!函数
• 当函数中有无限循环时

但我仍然不清楚为什么我们需要这样定义函数：

fn func() -> ! {
    panic!("Error!");
}

如果它的工作方式与此相同（没有感叹号）：

fn func() {
    panic!("Error!");
}

同时，为什么我们需要!在具有无限循环的函数中使用？看起来这个签名并没有带来任何真实的使用信息。

Answer 1

这些签名之间的主要区别归结为!可以强制转换为任何其他类型，因此与任何其他类型兼容（因为从未采用此代码路径，所以我们可以假设它是我们需要的任何类型）。当我们有多个可能的代码路径（例如if-else或 ）时，这一点很重要match。

例如，考虑以下（可能是人为的，但希望足够清晰）代码：

fn assert_positive(v: i32) -> u32 {
    match v.try_into() {
        Ok(v) => v,
        Err(_) => func(),
    }
}

当func声明为 return时!，该函数编译成功。如果我们删除返回类型，func将被声明为 returned ()，并且编译会中断：

fn assert_positive(v: i32) -> u32 {
    match v.try_into() {
        Ok(v) => v,
        Err(_) => func(),
    }
}

您还可以将其与 的定义Result::unwrap进行比较：

pub fn unwrap(self) -> T {
    match self {
        Ok(t) => t,
        Err(e) => unwrap_failed("called `Result::unwrap()` on an `Err` value", &e),
    }
}

这里，unwrap_failed是returning!，所以它与万一返回的任何类型统一Ok。

Answer 2

编译器知道发散表达式（求值顺序）后面的任何内容都是无法访问的。在决定局部变量是否初始化时，它可以使用此信息来避免误报。

考虑以下示例：

use rand; // 0.8.4

fn main() {
    let foo;
    if rand::random::<bool>() {
        foo = "Hello, world!";
    } else {
        diverge();
    }
    println!("{foo}");
}

fn diverge() {
    panic!("Crash!");
}

我们声明了一个变量foo，但我们只在if表达式的一个分支中初始化它。无法编译并出现以下错误：

use rand; // 0.8.4

fn main() {
    let foo;
    if rand::random::<bool>() {
        foo = "Hello, world!";
    } else {
        diverge();
    }
    println!("{foo}");
}

fn diverge() {
    panic!("Crash!");
}

diverge但是，如果我们像这样更改函数的定义：

fn diverge() -> ! {
    panic!("Crash!");
}

然后代码编译成功。编译器知道，如果else采用分支，它永远不会到达，println!因为diverge()存在分歧。else因此，分支未初始化并不是错误foo。