Rust Option 类型方法详解
Option 和 Result 是 Rust 中最常接触的几个类型。 为了方便使用，Rust 提供了许多便利的方法。 不过，刚接触这些方法时，很容易被这么多的方法搞晕。 本文将对 Option 的相关方法进行分类和总结，帮助你更好地理解和使用它们。
存在性与谓词判断
const fn is_some(&self) -> bool
const fn is_none(&self) -> bool
fn is_some_and(self, f: impl FnOnce(T) -> bool) -> bool
fn is_none_or(self, f: impl FnOnce(T) -> bool) -> bool这些方法用于快速判断 Option 的变体或在判断时对内部值做简单谓词检查。 它们能避免显式的模式匹配，从而使代码更紧凑。
不过，当判断逻辑较复杂时，仍然建议使用 match 或 if let 以提高可读性。
引用适配器
const fn as_ref(&self) -> Option<&T>
const fn as_mut(&mut self) -> Option<&mut T>as_ref/as_mut 用于将 Option<T> 转换为对内部值的引用形式，从而避免移动所有权。
fn as_deref(&self) -> Option<&<T as Deref>::Target>
where T: Deref
fn as_deref_mut(&mut self) -> Option<&<T as Deref>::Target>
where T: Derefas_deref 系列在处理 Option<Box<String>> 这类嵌套可解引用类型时十分便捷，能直接得到目标类型的引用，避免 map(|b| b.deref()) 的繁琐写法。
const fn as_pin_ref(self: Pin<&Option<T>>) -> Option<Pin<&T>>
const fn as_pin_mut(self: Pin<&mut Option<T>>) -> Option<Pin<&mut T>>这两个方法适用于与 Pin 相关的 API，简化相关操作。
const fn as_slice(&self) -> &[T]
const fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T]as_slice 等方法在内部有元素时返回一个单元素切片，为空则返回空切片。 它们可以方便地 Option<T> 作为切片，参与迭代或切片 API。
提取内部元素
触发 panic 的取值
const fn expect(self, msg: &str) -> T
const fn unwrap(self) -> Texpect 与 unwrap 在调试或明确能保证存在时使用较为方便，但在生产代码中需谨慎，建议在无法合理处理 None 情形时才用，以避免运行时 panic。
提供默认值的取值
fn unwrap_or(self, default: T) -> T // 立即求值
fn unwrap_or_else(self, f: impl FnOnce() -> T) -> T // 延迟求值
fn unwrap_or_default(self) -> T where T: Default // 使用 T:Default不做检查的取值
const unsafe fn unwrap_unchecked(self) -> T该方法在 None 时会导致未定义行为，仅应在经过严格分析并能保证不为 None 的极端性能路径中使用。
转换、映射与链式操作
转换成 Result
// 直接映射
fn ok_or<E>(self, err: E) -> Result<T, E> // 立即求值
fn ok_or_else<E>(self, err: impl FnOnce() -> E) -> Result<T, E> // 延迟求值当需要将 Option 上升为 Result（例如在错误传播链中）时，常需要用到这两个方法；同样地，若错误值构造代价大应选择 ok_or_else。
在链式错误处理时，ok_or_else 常与 ? 操作符结合使用以保持代码简洁。
impl<T, E> Option<Result<T, E>> {
const fn transpose(self) -> Result<Option<T>, E>
}
// 相当于
match self {
Some(Ok(val)) => Ok(Some(val))
Some(Err(err)) => Err(err)
None => Ok(None)
}transpose 用于进行 Option<Result<_>> 和 Result<Option<_>> 的互换，常用于从可能失败的解析或异步接口收集结果。
条件过滤
fn filter<P>(self, predicate: P) -> Option<T>
where
P: FnOnce(&T) -> boolfilter 在满足谓词时返回内部值，否则返回 None，是函数式风格中的常见表达。
扁平化
impl<T> Option<Option<T>> {
const fn flatten(self) -> Option<T>
}flatten 能消除一层 Option 嵌套，用于处理多层 Option 嵌套，避免手动 unwrap 或嵌套匹配。
观察
fn inspect<F>(self, f: F) -> Option<T>
where
F: FnOnce(&T)inspect 会使用内部值调用 f，并原样返回，不做任何修改。 它适合在链式调用中添加日志、断言或调试操作等不改变原值的操作。
映射
fn map<U, F>(self, f: F) -> Option<U>
where
F: FnOnce(T) -> Umap 用于对内部值进行纯映射，结果会被自动封装回 Option。
注
当映射函数本身可能失败并返回 Option 时，应优先使用 and_then 以避免嵌套 Option。
fn map_or<U, F>(self, default: U, f: F) -> U
where
F: FnOnce(T) -> Ufn map_or_else<U, D, F>(self, default: D, f: F) -> U
where
D: FnOnce() -> U,
F: FnOnce(T) -> U标准库还提供了上面两个带默认值的映射版本，当输入为 None 时将返回提供的默认值。
压缩
fn zip<U>(self, other: Option<U>) -> Option<(T, U)>zip 只有在两个 Option 均有值的情况下才会返回 Some((s, o))，其余情况均返回 None。 它适合需要同时存在两个可选值才能继续处理的场景，例如同时从两个来源获取配置项。
const fn zip_with<U, F, R>(self, other: Option<U>, f: F) -> Option<R>
where
F: FnOnce(T, U) -> Rzip_with 提供了更灵活的压缩行为，允许在存在两个值时直接进行合并转换，避免额外的元组构造。
布尔运算
与、或
fn and<U>(self, optb: Option<U>) -> Option<U>
fn or(self, optb: Option<T>) -> Option<T>fn and_then<U, F>(self, f: F) -> Option<U>
where F: FnOnce(T) -> Option<U>
fn or_else<F>(self, f: F) -> Option<T>
where F: FnOnce() -> Option<T>and 方法当自身是 Some 时返回 optb，是 None 时返回 None（相当于什么也不做）。or 方法当自身是 None 时返回 optb，是 Some 时返回自己（相当于什么也不做）。
and_then 和 or_else 则是它们的函数版本。
比较 map 与 and_then
map 的映射函数返回 T，最终会被包装成 Option<T>。 而 and_then 的映射函数返回 Option<T>，不会再被包装，用于可能失败的转换，可以防止多层 Option 嵌套。
and_then 的作用类似于函数式编程中常见的 flatmap。
注
Rust 提供了强大的模式匹配语法。 在链式调用中，合理选择 map/and_then 与 and/or 能显著提升表达力； 但当逻辑变得复杂或需要多分支处理时，用 match 更能表达清晰的分支语义。
异或
fn xor(self, optb: Option<T>) -> Option<T>除了上面的方法外，Rust 还提供了一个不太常见的 xor 方法。 该方法接受两个 Option，当其中只有一个是 Some 时返回该值，否则返回 None。
xor 在某些需要“互斥存在”的场景很有用，但在日常编码中较少见，使用时应确保语义清晰以免误解。
比较运算符
如果 T 实现了 PartialOrd 或 Ord，Option<T> 会自动派生相应的实现。
在这种语境下，两个 Some 之间的比较遵循 T 原有的规则，而 None 小于任何的 Some。
该实现主要用于简化一些比较逻辑，例如对 Vec<Option<T>> 进行排序。 需要注意的是，这一约定会影响排序与集合操作的结果，在需要不同语义时应显式处理 None（例如在比较前将 None 映射为特定的哨值）。
作为迭代器使用
你可以直接将 Option 作为迭代器使用。 对于 Some，将作为一个单值迭代器；对于 None，将作为一个空迭代器。
该用法常见于串联迭代器，例如：
let mayby_num = Some(42);
let nums: Vec<i32> = (0..4).chain(mayby_num).chain(4..8).collect();
assert_eq!(nums, [0, 1, 2, 3, 42, 4, 5, 6, 7])以这种方式串联迭代器，可以获得一致的返回值类型，从而作为 impl Iterator 的返回值。
fn make_iter(do_insert: bool) -> impl Iterator<Item = i32> {
match do_insert {
true => (0..4).chain(Some(42)).chain(4..8)
false => (0..4).chain(None).chain(4..8)
}
}这里不能使用 once() 和 empty()，否则会因为类型不匹配而报错。
从迭代器聚合为 Option
容器聚合
Option 实现了 FromIterator<Option<T>> trait，可以将任何 Option 的迭代器收集成一个包含值的容器的 Option。
如果迭代器内的值全是 Some，将返回包含这些值的容器；否则，返回 None。
let v = [Some(4), Some(3), Some(11)];
let res: Option<Vec<_>> = v.into_iter().collect();
assert_eq!(res, Some(vec![4, 3, 11]));let v = [Some(4), None, Some(11)];
let res: Option<Vec<_>> = v.into_iter().collect();
assert_eq!(res, None);聚合运算（求积、求和）
Option 实现了 Product<Option<T>> 和 Sum<Option<T>> trait，可以通过 product 或 sum 方法来对 Option 迭代器求积或求和。
let input = ["123", "invalid", "2"];
let res: Option<i32> = input.into_iter().map(|s| s.parse::<i32>().ok()).product();
assert_eq!(res, None);let input = ["123", "2", "2"];
let res: Option<i32> = input.into_iter().map(|s| s.parse::<i32>().ok()).product();
assert_eq!(res, Some(492));就地修改与所有权操作
插入与可变引用
fn insert(&mut self, value: T) -> &mut Tinsert 会用新值替换内部值并返回可变引用，适合希望在容器中就地构造或更新值的场景。
fn get_or_insert(&mut self, value: T) -> &mut T
fn get_or_insert_default(&mut self) -> &mut T where T: Default
fn get_or_insert_with(&mut self, f: impl FnOnce() -> T) -> &mut T这几个方法与 insert 类似，但仅在为 None 时更新内部值。
这些方法在处理缓存、懒初始化或复用 Option 内部存储时非常有用。
移动与替换
const fn take(&mut self) -> Option<T>take 将值移动出去并把容器置为 None，这是实现可复用容器或交换逻辑的常见手段。
const fn replace(&mut self, value: T) -> Option<T>replace 则会直接用新值替换旧值，并同时获取旧值进行处理。
与 take 不同，replace 保证容器最终有新值，因此常用于更新缓存或重置状态。
take_if 方法
#98934 添加了 take_if 方法：
fn take_if<P>(&mut self, predicate: P) -> Option<T>
where
P: FnOnce(&mut T) -> bool该方法仅在谓词被满足时调用 take，为某些需要“有条件移动”的场景提供了便利。
不过，它也允许你直接在谓词中修改内部值，这可能有悖直觉，使用时要格外谨慎以免引入难以察觉的副作用。
参考链接
以上两处官方文档是最权威的参考资料；在不确定具体行为或需要查看最新稳定版 API 时，优先以官方文档为准。