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如何在 fail-fast、`std::optionalgt;` 与 `std::expectedgt;` 之间做选择
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如何在 fail-fast、std::optional<T> 与 std::expected<T, E> 之间做选择

到这里，Chapter 9 里已经摆出了三种不同的错误处理工具：

剩下的问题已经不再是“它们怎么工作”，而是“API 什么时候该选哪一种”。

下面每个可运行示例都请保存为 api-shapes.scpp，然后这样构建并运行：

scpp api-shapes.scpp -o api-shapes
./api-shapes

对于应该 abort 的示例，程序本身可以成功编译，但一旦执行走到那个非法状态就会终 止。

当坏状态意味着调用方违约或不该发生的状态时，用 fail-fast 的受检查操作

有些函数只有在前置条件本来就成立时才有意义。对这种情况，今天的 scpp 往往直接依 赖普通的受检查操作：如果有人错误调用，就让程序 abort，而不是把它伪装成一个可恢 复返回值。

import std;

int items_per_group(int total_items, int groups) {
    return total_items / groups;
}

int main() {
    std::println("{}", items_per_group(12, 3));
    return 0;
}

输出：

4

这里的 groups == 0 并没有被当成一种“正常业务结果”。它表示调用方违约了。如果执 行真的走到 items_per_group(12, 0)，程序会在那个受检查的除法上 abort，而不是假 装调用方还能继续正常运行。

当“没有值”本身是正常情况，而且不需要额外解释时，用 std::optional<T>

如果调用方唯一关心的问题只是“有没有这个值”，那么 std::optional<T> 往往就是最 简单的形状。

import std;

std::optional<int> find_channel(int id) {
    if (id == 7) {
        std::optional<int> found{42};
        return found;
    }
    std::optional<int> missing{};
    return missing;
}

int main() {
    auto first = find_channel(7);
    auto second = find_channel(1);

    if (first.has_value()) {
        std::println("{}", first.value());
    }
    if (!second.has_value()) {
        std::println("missing");
    }
    return 0;
}

输出：

42
missing

调用方并不需要一个错误码来说明 channel 1 为什么不存在。它只需要知道：这里没有 对应的映射。

当调用方需要根据不同失败原因做不同分支时，用 std::expected<T, E>

如果调用方需要针对不同失败原因写出不同处理逻辑，那就返回 expected，并把那个 原因也放进类型里。

import std;

bool same_ptr(const char* lhs, const char* rhs) {
    [[scpp::unsafe]] {
        return lhs == rhs;
    }
}

enum class port_error {
    invalid,
    trailing_text,
    out_of_range,
};

std::expected<int, port_error> parse_port(const std::string& text) {
    int value = 0;
    const char* first = text.c_str();
    const char* last = text.c_str() + text.size();
    std::from_chars_result parsed = std::from_chars(first, last, value);

    if (parsed.ec == std::errc::invalid_argument) {
        std::unexpected<port_error> err{port_error::invalid};
        std::expected<int, port_error> result{err};
        return std::move(result);
    }
    if (parsed.ec == std::errc::result_out_of_range) {
        std::unexpected<port_error> err{port_error::out_of_range};
        std::expected<int, port_error> result{err};
        return std::move(result);
    }
    if (!same_ptr(parsed.ptr, last)) {
        std::unexpected<port_error> err{port_error::trailing_text};
        std::expected<int, port_error> result{err};
        return std::move(result);
    }

    if (value < 1 || value > 65535) {
        std::unexpected<port_error> err{port_error::out_of_range};
        std::expected<int, port_error> result{err};
        return std::move(result);
    }

    std::expected<int, port_error> result{value};
    return std::move(result);
}

int main() {
    auto good = parse_port("8080");
    auto bad = parse_port("80x");

    if (good.has_value()) {
        std::println("{}", good.value());
    }
    if (!bad.has_value() && bad.error() == port_error::trailing_text) {
        std::println("trailing text");
    }
    return 0;
}

输出：

8080
trailing text

这就是为什么这里要选 expected 而不是 optional：调用方不仅能知道“失败了”，还 能知道“失败的是哪一种原因”。

今天 scpp 的 API 设计实用规则

到这里，这一章的决策树已经相当小了：

这就是今天 scpp 里错误处理的主要形状：bug 走受检查的 fail-fast 执行，可恢复情况 走显式返回值，而类型签名会直接告诉调用方：自己面对的到底是哪一类情况。

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