Rustを始める｜所有権と参照（値渡し・参照渡し）の理解

はじめに

Rust の特徴である 所有権（ ownership ） と 借用（ borrowing ） を理解するために、値渡しと参照渡しのサンプルを見ていきます。
不変（ immutable ）と可変（ mutable ）の両方を比較して理解しましょう。

不変

【値渡し】

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

    // s をそのまま渡すと「所有権」が移動してしまう
    print_str(s);

    // ↓ ここではもう s は使えない
    // println!("{}", s); // エラー
}

fn print_str(text: String) {
    println!("{}", text);
}

ポイント

• String はヒープにデータを持つ型 で、値渡しすると所有権が関数に移動する
• 移動した後の s はもう使えない

【参照渡し】

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

    // & をつけると参照渡しになる（所有権は移動しない）
    print_str(&s);

    // s はまだ使える
    println!("{}", s); 
}

fn print_str(text: &String) {
    println!("{}", text);
}

ポイント

• &s は読み取り専用の参照
• 関数内で text を変更することはできない
• 所有権は移動しないので、main で s を使える

可変

値渡し

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

    // 所有権が移動するので main の s はもう使えない
    append_world(s);

    // println!("{}", s); // エラー！s の所有権は関数に移動した
}

fn append_world(mut text: String) {
    text.push_str(" world");
    println!("関数内: {}", text);
}

ポイント

• 可変でも値渡しすると所有権が移動する
• 関数内で変更できても、呼び出し元には反映されない

参照渡し

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

    // 可変参照を渡す
    append_world(&mut s);

    // main の s も変更されている
    println!("main: {}", s);
}

fn append_world(text: &mut String) {
    text.push_str(" world");
    println!("関数内: {}", text);
}

ポイント

• &mut s は可変参照
• 関数内で変更すると呼び出し元にも反映される
• 所有権は移動しない

借用ルールまとめ

値	参照	可変か
s	なし	所有権を持つ
&s	不変参照	読み取り専用、複数同時に持てる
&mut s	可変参照	書き込み可能、同じスコープで1つしか持てない

ポイント：

• 値渡しは所有権が移動する
• 不変参照は複数同時に持てる
• 可変参照は1つしか持てない
• 参照は借用（ ownership は移動しない）

型と所有権

fn main() {
    let s1: String = String::from("hello"); // 所有権を持つ
    let s2: &str = "hello";                // 借用、所有権はない
}

• String はヒープ上にデータを持つため所有権の概念が重要
• &str は静的な文字列スライスで所有権は持たない

まとめ

• 値渡し → 所有権が移動する
• & → 不変参照、所有権は移動しない
• &mut → 可変参照、所有権は移動せず変更可能、1つしか持てない
• 可変と不変で借用ルールが異なることに注意