Rust 坏味道与改进指南

前言

Rust 编译器帮助我们避免了许多常见的内存安全和并发错误，但依然存在一些“坏味道”。这些坏味道不会直接导致编译错误，却可能意味着代码在可维护性、性能或抽象设计上存在问题。本文参考《重构》的风格，整理了常见的 Rust 坏味道及改进方式。

内容

1. 到处 .clone()

坏味道示例：

fn main() {
    let s = String::from("hello");

    // 既想借用 s，又想把 s move 给另一个函数
    print_ref(&s);
    consume(s.clone()); // 这里乱 clone 以逃避所有权
    print_ref(&s);
}

fn print_ref(s: &str) {
    println!("ref: {}", s);
}

fn consume(s: String) {
    println!("consumed: {}", s);
}

改进方式：

fn main() {
    let s = String::from("hello");

    print_ref(&s);
    consume(&s); // 传引用就行
    print_ref(&s);
}

fn print_ref(s: &str) {
    println!("ref: {}", s);
}

fn consume(s: &str) {
    println!("consumed: {}", s);
}

要点： 优先借用 &T，仅在必要时使用 clone。过度拷贝会导致性能问题。

---

2. 随手 .unwrap()

坏味道示例：

let v = s.parse::<i32>().unwrap();

改进方式：

let v: i32 = s.parse()?;

要点： 使用 ? 传播错误，返回 Result，避免随时 panic。

---

3. API 参数总用 String

坏味道示例：

fn greet(name: String) {
    println!("Hello, {}", name);
}

改进方式：

fn greet(name: &str) {
    println!("Hello, {}", name);
}

要点： 参数尽量使用 &str，调用方无需额外分配内存。

---

4. 错误类型用 String

坏味道示例：

fn parse_age(s: &str) -> Result<u32, String> {
    s.parse::<u32>().map_err(|_| "Invalid number".to_string())
}

改进方式：

#[derive(Debug)]
enum ParseError {
    InvalidNumber,
}

fn parse_age(s: &str) -> Result<u32, ParseError> {
    s.parse::<u32>().map_err(|_| ParseError::InvalidNumber)
}

要点： 定义枚举错误类型，或使用 thiserror/anyhow。

---

5. 滥用 Rc<RefCell<T>>

坏味道示例：

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;

struct Counter {
    value: Rc<RefCell<i32>>,
}

impl Counter {
    fn inc(&self) {
        *self.value.borrow_mut() += 1;
    }
}

改进方式：

struct Counter {
    value: i32,
}

impl Counter {
    fn inc(&mut self) {
        self.value += 1;
    }
}

要点： 优先使用借用和 &mut，必要时再考虑智能指针。

---

6. 深层 match 嵌套

坏味道示例：

match option {
    Some(v) => match v {
        Ok(x) => println!("{}", x),
        Err(_) => println!("error"),
    },
    None => println!("none"),
}

改进方式：

if let Some(Ok(x)) = option {
    println!("{}", x);
}

或者使用 map, and_then。
要点： 利用模式匹配简化控制流。

---

7. 到处 mut

坏味道示例：

let mut x = 0;
for i in 0..10 {
    x += i;
}

改进方式：

let x: i32 = (0..10).sum();

要点： 优先函数式写法，减少可变状态。

---

8. 无意义的 trait 实现

坏味道示例：

impl Default for Config {
    fn default() -> Self {
        Config {}
    }
}

改进方式： 仅在 Default 有合理含义时实现。
要点： 避免“为了编译过”而写无语义代码。

---

9. 模块全 pub

坏味道示例：

pub struct Foo {
    pub a: i32,
    pub b: i32,
}

改进方式：

pub struct Foo {
    a: i32,
    b: i32,
}

impl Foo {
    pub fn new(a: i32, b: i32) -> Self { Self { a, b } }
    pub fn a(&self) -> i32 { self.a }
}

要点： 隐藏实现细节，提供受控接口。

---

10. 在热路径频繁分配

坏味道示例：

for _ in 0..1000 {
    let v = Vec::new();
    // ...
}

改进方式：

let mut v = Vec::with_capacity(1000);
for _ in 0..1000 {
    v.clear();
    // ...
}

要点： 预分配或复用 buffer。

---

11. 随意 unsafe

坏味道示例：

unsafe { *ptr = 5; }

改进方式：

• 封装在安全 API 内
• 写明 invariants（不变量）

要点： unsafe 应该是小心隔离的边角代码，不是随处可见的习惯。

---

12. 缺乏测试与 bench

坏味道示例： 项目中无单元测试。
改进方式： 使用 Rust 内置测试框架：

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_sum() {
        assert_eq!((0..10).sum::<i32>(), 45);
    }
}

要点： 测试和 bench 是防止坏味道扩散的护栏。

---

总结

Rust 的坏味道主要集中在 所有权处理、错误管理、模块设计 上。如果代码中到处充斥 .clone()、.unwrap()、Rc<RefCell>、Result<T, String>，或 pub struct 全开放，那就是需要重构的信号。本手册希望成为 Rust 程序员日常自检与改进的参考。