(DAY19) 俺と学ぶRust言語~Result~

今日の内容

• Result

はじめに

前回はOptionについて学びました。
今回は、Result について学びます。

Resultとは

Result<T, E>は、Rustにおけるエラーハンドリングのための列挙型です。処理の結果が「Ok」か「Err」かを表現します。

• Ok(T): 成功した場合に返す値を格納する
• Err(E): 失敗した場合に返すエラーを格納する

これにより、Rustは例外(try-catch)の代わりに、コンパイル時にエラーを明確に扱うことができます。

Resultの定義

Result型は次のように定義されています。
標準ライブラリに用意されています。

enum Result<T, E> {
    Ok(T),
    Err(E),
}

• T: 成功時の値の型
• E: エラー時の情報の型

Resultの基本的な使い方

1.基本例

次の例では、整数の割り算を行い、ゼロ除算が発生した場合にエラーメッセージを返す関数を定義しています。

fn divide(a:i32, b:i32) -> Result<i32, String> {
    if b == 0 {
        Err("cannot divide by zero!".to_string())
    } else {
        Ok(a / b)
    }
}

fn main() {
    match divide(10, 2) {
        Ok(result) => println!("{} / {} = {}", 10, 2, result),
        Err(e) => println!("{}", e),
    }
    match divide(10, 0) {
        Ok(result) => println!("{} / {} = {}", 10, 0, result),
        Err(e) => println!("{}", e),
    }
}
/******** 実行結果 ********
10 / 2 = 5
cannot divide by zero!
*************************/

2.Resultの値を取り出す方法

1. match構文で取り出す
   Optionと同様、match構文を使って値を取り出せます

   fn main() {
   let result: Result<i32, &str> = Ok(42);
   match result {
           Ok(value) => println!("成功: {}", value),
           Err(err) => println!("エラー: {}", err),
       }
   }
   /******** 実行結果 ********
   成功: 42
   *************************/
   

2. unwrap
   unwrapはErrの場合にプログラムをクラッシュさせます
   安全性を損なうため、基本的には避けるべきです

   fn main() {
       let result: Result<i32, &str> = Ok(42);
       println!("{}", result.unwrap());
   }
   /******** 実行結果 ********
   42
   *************************/
   

3. unwrap_or
   Errの場合に指定したデフォルト値を返します

   fn main() {
       let result: Result<i32, &str> = Err("エラー");
       println!("{}", result.unwrap_or(0));
   }
   /******** 実行結果 ********
   0
   *************************/
   

4. unwrap_or_else
   クロージャを使ってデフォルト値を計算できます

   fn main() {
       let result: Result<i32, &str> = Err("エラー");
       let value = result.unwrap_or_else(|e| {
           println!("エラー内容: {}", e);  
           -1  // デフォルト値
       });
       println!("{}", value);
   }
   /******** 実行結果 ********
   エラー内容: エラー
   -1
   *************************/
   

よく使う便利なメソッド

1. is_okとis_err
   ResultがOkかErrかを判定します

   let success: Result<i32, &str> = Ok(42);
   let failure: Result<i32, &str> = Err("エラー");
   
   println!("{}", success.is_ok());//true
   println!("{}", failure.is_err());//true
   

2. map
   Okの値を変換します

   let result: Result<i32, &str> = Ok(10);
   let doubled = result.map(|x| x * 2);
   println!("{:?}", doubled);//Ok(20)
   

3. and_then
   Okの場合にさらに別のResultを返す処理を行います

   fn to_even(x: i32) -> Result<i32, &'static str>{
       if x % 2 == 0 {
           Ok(x)
       } else {
           Err("奇数です")
       }
   }
   fn main() {
       let result = Ok(4).and_then(to_even);
       println!("{:?}", result);
       let result = Ok(3).and_then(to_even);
       println!("{:?}", result);
   }
   /******** 実行結果 ********
   Ok(4)
   Err("奇数です")
   *************************/
   

4. or_else
   Errの場合に別の処理を実行します

   fn main() {
       let result:Result<i32, &str> = Err("エラー");
       let recovered: Result<i32, &str> = result.or_else(|e| {
           println!("復帰処理: {}", e);
           Ok(0)
       });
       println!("{:?}", recovered);
   }
   /******** 実行結果 ********
   復帰処理: エラー
   Ok(0)
   *************************/
   

5. ?
   Resultを扱う際の簡略記法
   Okなら値を返し、Errなら関数を早期終了します

   fn read_file(file_path: &str) -> Result<String, std::io::Error> {
       let content = std::fs::read_to_string(file_path)?;
       Ok(content)
   }
   fn main() {
       let content = read_file("test.txt");
       println!("{}", content.unwrap());
   }
   

OptionとResultの違い

前回学んだOptionとResultは似ていますが、異なる機能です。以下の表に示しました。

特徴	Option	Result
目的	値が「存在するか」「しないか」を表現	成功かエラーかを表現
列挙子	Some/None	Ok/Err
主な用途	任意の値	エラーハンドリング

おわりに

今回はResultについて学びました。
次回は、OptionとResultを組み合わせたエラーハンドリングの応用について学んでいきます。
ご精読、ありがとうございました。