我想知道 RustOption::None和其他编程语言中的“null”之间的主要区别是什么。为什么被None认为更好？
Sil*_*olo 27
关于如何没有价值的简短历史教训！
一开始，有 C。在 C 中，我们有这些称为指针的东西。通常，稍后初始化指针或使其成为可选指针很有用，因此 C 社区决定在内存中存在一个特殊位置，通常是内存地址零，我们都同意这意味着“这里没有值” ”。返回的函数T*可以 return NULL（在 C 中用全部大写字母编写，因为它是一个宏）来指示失败或缺少值。在当时的时代，在像 C 这样的低级语言中，这种方法相当有效。我们刚刚从汇编语言的原始状态中升起，进入了类型化（并且相对安全）语言的领域。
C++ 和后来的 Java 基本上模仿了这种方法。在 C++ 中，每个指针都可以NULL（后来nullptr添加，它不是宏，并且类型安全性稍高NULL）。在 Java 中，问题变得更加清晰：每个非原始值（这基本上意味着每个不是数字或字符的值）都可以是null。如果我的函数采用 aString作为参数，那么我总是必须准备好处理一些天真的年轻程序员向我传递 a 的情况null。如果我String从函数中得到 a 结果，那么我必须检查文档以查看它是否实际上不存在。
这给了我们一个机会NullPointerException，即使在今天，这个网站上每天都会有数十个年轻程序员提出的问题被落入陷阱。
很明显，在现代，“每个值都可能是null”在静态类型语言中并不是一种可持续的方法。（就其本质而言，动态类型语言往往更愿意在每一点上处理失败，因此，例如，nil在 Ruby 或NonePython 中，动态类型语言的存在稍微不那么令人震惊。）
Kotlin 经常被誉为“更好的 Java”，它通过引入可空类型来解决这个问题。现在，并非所有类型都可以为空。如果我有一个String，那么我实际上就有了一个String。如果我希望myString可以为 null，那么我可以选择使用 为 null String?，它是一个字符串或 的类型null。至关重要的是，这是类型安全的。如果我有一个 type 值，那么在进行检查或做出断言之前String?我无法调用它的方法。因此，如果有 type ，那么除非我首先执行以下操作之一，否则我无法执行此操作。StringnullxString?x.toLowerCase()
if (x != null), 以确保x不是null（或证明我的情况的其他形式的控制流）。?空安全调用运算符执行x?.toLowerCase(). 这将编译为一个if (x != null)检查，并返回一个String?is ，null如果原始字符串是null。!!来断言该值不是null。断言经过检查，如果结果是错误的，则会抛出异常。请注意，(3) 是 Java 每次默认执行的操作。不同之处在于，在 Kotlin 中，“我断言我比类型检查器更了解”的情况是选择加入的，并且您必须不遗余力地进入可以获得空指针的情况例外。（我掩盖了平台类型，这是类型系统中与 Java 互操作的一种方便的 hack。这里并不是真正密切相关）
可空类型是 Kotlin 解决问题的方式，也是 Typescript（使用--strict模式）和 Scala 3（打开空检查）处理问题的方式。然而，如果不对编译器进行重大更改，它在 Rust 中并不真正可行。这是因为可为null 的类型需要语言支持子类型。在像 Java 或 Kotlin 这样首先使用面向对象原则构建的语言中，很容易引入新的子类型。String是 、 的子类型String?，也是Any（本质上java.lang.Object）和 的子类型，也是Any?（任何值 和null）的子类型。因此，像这样的字符串"A"具有主要类型，String但它也通过子类型具有所有其他类型。
Rust 并没有这个概念。Rust 有一些可用于特征对象的类型强制，但这并不是真正的子类型。说它String是 的子类型 dyn Display是不正确的，只是 a String（在未调整大小的上下文中）可以自动强制转换为 a dyn Display。
所以我们需要回到绘图板。可空类型在这里不起作用。不过，幸运的是，还有另一种方法可以处理“这个值可能存在也可能不存在”的问题，它被称为可选类型。我不会冒险猜测哪种语言首先尝试了这个想法，但它肯定是由 Haskell 普及的，并且在更多函数式语言中很常见。
在函数式语言中，我们经常有一个主要类型的概念，类似于 OOP 语言。也就是说，一个值x具有“最佳”类型T。在具有子类型的 OOP 语言中，x可能有其他类型，它们是的超类型T。然而，在没有子类型的函数式语言中，x实际上只有一种类型。还有其他类型可以与统一T，例如 (用 Haskell 表示法编写) forall a. a。x但说is的类型并不正确forall a. a。
Kotlin 中的整个可空类型技巧依赖于a和 a的"abc"事实，而 while只是 a 。由于我们没有子类型，因此我们需要两个单独的值来表示和情况。StringString?nullString?StringString?
如果我们在 Rust 中有这样的结构
struct Foo(i32);
然后Foo(0)是一个类型的值Foo。时期。故事结局。它不是Foo?, 或可选的Foo, 或类似的东西。它只有一种类型。
然而，有一个相关值称为Some(Foo(0))which is an Option<Foo>。请注意，Foo(0)和Some(Foo(0))不是相同的值，它们只是碰巧以相当自然的方式相关。不同之处在于，虽然 aFoo 必须存在，但 anOption<Foo>可以是Some(Foo(0)) 或者可以是 a None，这有点像nullKotlin 中的 our 。None在我们做任何事情之前，我们仍然必须检查该值是否是。在 Rust 中，我们通常通过模式匹配来实现这一点，或者使用为我们进行模式匹配的几个内置函数之一。这是相同的想法，只是使用函数式编程的技术来实现。
因此，如果我们想从一个值中获取值Option，或者如果它不存在则获取默认值，我们可以这样写
my_option.unwrap_or(0)
如果我们想对内部（如果存在）做某事，或者null如果不存在（如果不存在），那么我们会写
my_option.and_then(|inner_value| ...)
这基本上就是?.Kotlin 中所做的事情。如果我们想断言某个值存在并且否则会出现恐慌，我们可以这样写
my_option.unwrap()
最后，我们用于处理此问题的通用瑞士军刀是模式匹配。
match my_option {
None => {
...
}
Some(value) => {
...
}
}
因此，我们有两种不同的方法来处理这个问题：基于子类型的可空类型和基于组合的可选类型。“哪个更好”正在形成一些观点，但我将尝试总结我所看到的双方的论点。
可空类型的拥护者倾向于关注人体工程学。能够快速进行“空检查”然后使用相同的值非常方便，而不必不断地跳过解包和包装值的麻烦。能够将文字值传递给期望的函数String?，或者Int?不用担心捆绑它们或不断检查它们是否在 a 中，这也很好Some。
另一方面，可选类型的优点是不那么“神奇”。如果 Kotlin 中不存在可为 null 的类型，我们就有点运气不好了。但如果OptionRust 中不存在，有人可以用几行代码自己编写它。它不是特殊的语法，它只是一种存在的类型，并且在其上定义了一些（普通）函数。它也是由合成组成的，这意味着（自然）它的合成更好。也就是说，(T?)?is 相当于T?（前者仍然只有一个null值），而Option<Option<T>>不同于Option<T>。我不建议编写Option<Option<T>>直接返回的函数，但是在编写泛型函数时您最终可能会被这个问题困扰（即您的函数返回S?并且调用者恰好用 实例化S）Int?。
我在这篇文章中更深入地探讨了差异，其中有人问了基本相同的问题，但用的是 Elm 而不是 Rust。
这个问题有两个隐含的假设：首先，其他语言的“空值”（以及nils 和undefs 和nones）都是相同的。他们不是。
第二个假设是“null”和“none”提供类似的功能。null 有许多不同的用途：值未知（SQL 三元逻辑）、值是哨兵（C 的空指针和空字节）、出现错误（Perl 的）undef、以及表示没有值（Rust\'sOption::none）。
Null 本身至少有三种不同的形式：无效值、关键字和特殊对象或类型。
\n许多语言选择特定的关键字来指示 null。Perl 有undef，Go 和 Ruby 有nil，Python 有None。它们很有用，因为它们不同于 false 或 0。
与关键字不同，这些是语言中表示特定值的东西，但无论如何都被用作 null。最好的例子是 C 的空指针和空字节。
\n语言越来越多地使用特殊对象和类型来表示 null。这些具有关键字的所有优点，但不是一般的“出了问题”，它们可以在每个域中具有非常具体的含义。它们还可以是用户定义的，提供超出语言设计者预期的灵活性。而且，如果您使用对象，它们可以附加附加信息。
\n例如，std::ptr::null在 Rust 中表示空原始指针。Go 有error接口。Rust 有Result::Err和Option::None。
大多数编程语言使用双值或二进制逻辑：true 或 false。但有些，特别是 SQL，使用三值或三元逻辑：真、假和未知。这里 null 的意思是“我们不知道这个值是什么”。它不是 true，它不是 false，它不是错误，它不是空，它不是零：该值是未知的。这改变了逻辑的工作方式。
\n如果你将未知与任何事物（甚至其本身）进行比较，结果就是未知的。这使您可以根据不完整的数据得出逻辑结论。例如，爱丽丝身高 7\'4"，我们不知道 Bob 有多高。Alice 比 Bob 高吗？未知。
\n当你声明一个变量时，它必须包含一些值。即使在 C 语言中，众所周知，它也没有您初始化变量，它也包含内存中恰好存在的任何值。现代语言将为您初始化值，但它们必须将其初始化为某个值。通常，某些东西是空的。
\n当您有一个事物列表并且需要知道该列表何时完成时，您可以使用哨兵值。这是列表中无效的任何值。例如，如果您有一个正数列表，则可以使用 -1。
\n典型的例子是C。在C中，你不知道一个数组有多长。你需要一些东西来告诉你停下来。您可以传递数组的大小，也可以使用哨兵值。您读取数组，直到看到哨兵。C 中的字符串只是一个以“空字节”结尾的字符数组，即 0，它是无效字符。如果您有一个指针数组，则可以以空指针结束它。缺点是 1) 并不总是存在真正无效的值，2) 如果你忘记了哨兵，你就会离开数组的末尾，并且会发生不好的事情。
\n一个更现代的例子是如何知道停止迭代。例如，在 Go 中for thing := range things { ... }，当范围内没有更多项导致循环退出时， range, 将返回。虽然这更灵活，但它与经典哨兵有相同的问题：您需要一个永远不会出现在列表中的值。如果 null 是有效值怎么办？nilfor
Python 和 Ruby 等语言选择通过在迭代完成时引发特殊异常来解决此问题。两者都会引发StopIteration它们的循环将捕获的内容，然后退出循环。这避免了选择哨兵值的问题，Python 和 Ruby 迭代器可以返回任何内容。
虽然许多语言使用异常进行错误处理，但有些语言则不然。相反，它们返回一个特殊值来指示错误，通常为空。C、Go、Perl 和 Rust 都是很好的例子。
\n这与哨兵有同样的问题，您需要使用一个不是有效返回值的值。有时这是不可能的。例如，C 中的函数只能返回给定类型的单个值。如果它返回一个指针，它可以返回一个空指针来指示错误。但如果它返回一个数字，您必须选择一个有效的数字作为错误值。将错误和返回值混为一谈是一个问题。
\nGo 通过允许函数返回多个值（通常是返回值和error. 然后可以独立检查这两个值。Rust 只能返回单个值，因此它通过返回特殊类型来解决这个问题Result。它包含带有Ok返回值或Err带有错误代码的 。
在 Rust 和 Go 中，它们不仅仅是值，而且可以调用它们的方法来扩展它们的功能。Rust 的Result::Err另一个优点是它是一种特殊类型，你不能意外地将 a 用作Result::Err其他类型。
最后，我们“没有给定的选项”。很简单，有一组有效的选项，但结果却是没有。这与“未知”不同，因为我们知道该值不在有效值集中。例如，如果我问“这辆车是哪种水果”，结果将为 null，这意味着“这辆车不是任何水果”。
\n当询问集合中某个键的值并且该键不存在时，您将得到“无值”。例如，Rust 的 HashMapget将返回None如果键不存在
这不是一个错误，尽管他们经常感到困惑。例如，ArgumentError如果您向函数传递无意义的内容，Ruby 就会引发异常。例如，array.first(-2)询问前 -2 个值，这是无意义的，并且会引发ArgumentError.
这最终让我们回到了Option::None。它是 null 的“特殊类型”版本，具有许多优点。
Rust 可用于Option多种用途：指示未初始化的值、指示简单错误、无值以及用于 Rust 特定的事物。该文档提供了大量示例。
在如此多的地方使用它会削弱它作为特殊类型的价值。它也与Result您应该用来从函数返回结果的内容重叠。
我见过的最好的建议是用来Result<Option<T>, E>区分三种可能性：有效结果、无结果和错误。Jeremy Fitzhardinge 提供了一个很好的示例，说明查询键/值存储会返回什么。
\n\n...我大力提倡返回，
\nResult<Option<T>, E>其中的Ok(Some(value))意思是“这是你要求的东西”，Ok(None)意思是“你要求的东西肯定不存在”，Err(...)意思是“我不能说是否你所要求的东西存在或不存在，因为出了问题”。