Rust enum_dispatch の解説

Rust enum_dispatch の簡単な解説

Rustで複数の型が同じトレイトを実装している場合、それらを enumでまとめて扱いたいことがあります。

しかし普通のenumでは、enum自体はそのトレイトを実装していないため、そのままメソッドを呼ぶことができません。

そこで便利なのが enum_dispatch です。

これは

enumに対するトレイト実装を自動生成するクレート

です。

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インストール

cargo add を使う場合は次のコマンドです。

cargo add enum_dispatch

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困るケース（通常のRust）

例えば Animal トレイトがあるとします。

trait Animal {
    fn speak(&self) -> &'static str;
}

2つの実装:

struct Dog;
struct Cat;

impl Animal for Dog {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        "woof"
    }
}

impl Animal for Cat {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        "meow"
    }
}

これらを enum でまとめます。

enum Pet {
    Dog(Dog),
    Cat(Cat),
}

ここで次のようなコードを書きたくなります。

fn say(pet: Pet) {
    println!("{}", pet.speak());
}

しかしこれは コンパイルできません。

理由は

Dog → Animal
Cat → Animal
Pet → Animal ではない

からです。

そのため普通は次のようなコードを書きます。

impl Animal for Pet {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        match self {
            Pet::Dog(d) => d.speak(),
            Pet::Cat(c) => c.speak(),
        }
    }
}

この match はよく出てくる 定型コードです。

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enum_dispatch を使う

enum_dispatch を使うと、この match を 自動生成してくれます。

use enum_dispatch::enum_dispatch;

#[enum_dispatch]
trait Animal {
    fn speak(&self) -> &'static str;
}

実装は普通に書きます。

struct Dog;
struct Cat;

impl Animal for Dog {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        "woof"
    }
}

impl Animal for Cat {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        "meow"
    }
}

そして enum に attribute を付けます。

#[enum_dispatch(Animal)]
enum Pet {
    Dog(Dog),
    Cat(Cat),
}

すると次のような実装が 自動生成されます（イメージ）

impl Animal for Pet {
    fn speak(&self) -> &'static str {
        match self {
            Pet::Dog(d) => d.speak(),
            Pet::Cat(c) => c.speak(),
        }
    }
}

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使い方

これで次のコードが書けるようになります。

fn say(pet: Pet) {
    println!("{}", pet.speak());
}

つまり

Dog → Animal
Cat → Animal
Pet → Animal (自動生成)

という関係になります。

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まとめ

enum_dispatch は

• enum に対する trait実装を自動生成する
• 手書き match をなくせる
• dyn Trait を使わずにポリモーフィズムを書ける

という便利なクレートです。

「複数の実装をenumでまとめて扱う設計」ではとても相性の良いライブラリです。