【Rust】main函数的返回值

先叠个甲，我长时间以C作为工作语言，所以对面向对象的一些表述可能存在问题，希望大佬指出。对于Rust，只是最近好奇心泛滥开始学习，所以只是记录一些我发现的有趣的事情。所以虽然本文记录了一个非常初级的事情（甚至有点蠢），但是我仍然希望大家已经初步理解了Rust中的特征（trait）、泛型、枚举类型特别是Result<T, E>。

我的Return 0怎么不好使了

尝试编译以下代码，你可能会遇到一个很有意思的错误。

fn main() -> i32 {
    0
}

error[E0277]: `main` has invalid return type `i32`
 --> src\main.rs:4:14
  |
4 | fn main() -> i32 {
  |              ^^^ `main` can only return types that implement `Termination`
  |
  = help: consider using `()`, or a `Result`

编译器告诉我们不能使用32位整型作为main函数的返回值，这对于习惯C语言的我简直就是暴击。我的return 0怎么不好使了？？
还好贴心的编译器告诉我们`main` can only return types that implement `Termination`。原来在main函数的尾部其实还暗藏了操作，main函数返回时偷偷为我们调用了Termination这个特征中的某个方法。其实现在已经很明了了（因为编译器也提示咱们了）我们可以考虑使用()和Result作为main函数的返回值类型。

但是事情只有这么简单吗

看到这里，估计你也是喜欢刨根问底的人，咱们直接看源码。
这是Termination的定义。十分简单，只有一个report方法。report方法存在的目的便是把状态回报给操作系统。

pub trait Termination {
    // Required method
    fn report(self) -> ExitCode;
}

我们再来看看，Result类型时怎么实现的。利用match进行模式匹配，Ok的时候递归调用了val对于的report方法，Err时向系统标准错误输出答应错误信息。

impl<T: Termination, E: fmt::Debug> Termination for Result<T, E> {
    fn report(self) -> ExitCode {
        match self {
            Ok(val) => val.report(),
            Err(err) => {
                io::attempt_print_to_stderr(format_args_nl!("Error: {err:?}"));
                ExitCode::FAILURE
            }
        }
    }
}

聪明的你估计已经发现了华点，impl<T: Termination, E: fmt::Debug> Termination for Result<T, E>其中要求了泛型T已经实现了Termination，其实不难理解，类型为T的变量val，我们是要递归调用它的report方法的，它可不能没有实现Termination这个特征。
那再回到编译器告诉我们的，我们可以考虑使用()和Result来作为main函数的返回值。那这里的Result<T, E>的第一个泛型T可就不会是乱写的了。不信你可以试试这段代码

fn main() -> Result<i32, i32> {
    Ok(0)
}

error[E0277]: the trait bound `i32: Termination` is not satisfied
 --> src\main.rs:4:14
  |
4 | fn main() -> Result<i32, i32> {
  |              ^^^^^^^^^^^^^^^^ the trait `Termination` is not implemented for `i32`
  |
  = note: required for `Result<i32, i32>` to implement `Termination`

不过对于Result的第二个泛型则没有任何限制了。

真的只有()和Result吗

当然不是，这只是编译器的建议，实际上只要是实现了Termination特征的类型都是可以使用的。
其中就包含了ExitCode，只不过它的实现十分简单，我们可以在main函数中返回ExitCode::SUCCESS、ExitCode::FAILURE也可以使用ExitCode::from()或者std::process::exit()返回具体错误代码。

#[stable(feature = "termination_trait_lib", since = "1.61.0")]
impl Termination for ExitCode {
    #[inline]
    fn report(self) -> ExitCode {
        self
    }
}

同样Rust中也为!实现了Termination特征（!用于表示函数永不返回，虽然在main函数中没有什么存在的意义了）

#[stable(feature = "termination_trait_lib", since = "1.61.0")]
impl Termination for ! {
    fn report(self) -> ExitCode {
        self
    }
}