【Effective-Rustlings-jp】Day 2：型システムを用いて共通の挙動を表現しよう

Rust

Last updated at 2025-01-21Posted at 2025-01-02

はじめに

こんにちは。細々とプログラミングをしているsotanengelです。
この記事は以下の記事の連載です。

他の連載記事 (詳細)

また本記事はEffective Rust(David Drysdale (著), 中田秀基 (翻訳))を参考に作成されております。とてもいい書籍ですので興味を持った方は、ぜひ読んでみてください！

今日の内容

概要

共通の挙動を型システムで表現できるようにしましょう。

メソッドのシグネチャで関数の挙動を説明しよう

問(リンク)

enumにimplで関数を定義することで、データ構造に関連したメソッドを作成しましょう。

コード (詳細)

enum Item {
    Apple(u32), // 価格
    Meat(u32),  // 価格
}

impl Item {
    // TODO: Itemの価格を返却するメソッドを書いてください。
    fn price(&self) -> u32 {}

    // TODO: Itemの価格を変更するメソッドを書いてください。
    fn increase_price(&mut self, amount: u32) {}

    // TODO: 「Consumed {apple or meat} worth {} yen」という出力をするメソッドを書いてください。
    fn consume(self) {}
}

fn main() {
    let mut apple = Item::Apple(300);
    let meat = Item::Meat(1200);

    // 参照メソッドの呼び出し
    println!("Apple price: {} yen", apple.price());

    // 可変参照メソッドの呼び出し
    apple.increase_price(100);
    println!("Increased apple price: {} yen", apple.price());

    // 所有権を消費するメソッドの呼び出し
    meat.consume();
}

解答(リンク)

関数のシグネチャ部分により、どんなメソッドなのかを分かりやすく表現できます。

参照を取るメソッド(データの構造を取得するが、変更はしないことがシグネチャから分かる)
可変参照を取るメソッド(データを変更する可能性がある)
所有権を消費するメソッド(データを消費する、それ以降でデータを利用しない)

コード (詳細)

enum Item {
    Apple(u32), // 価格
    Meat(u32),  // 価格
}

impl Item {
    // 参照を取るメソッド(データの構造を取得するが、変更はしないことがシグネチャから分かる)
    fn price(&self) -> u32 {
        match self {
            Item::Apple(price) => *price,
            Item::Meat(price) => *price,
        }
    }

    // 可変参照を取るメソッド(データを変更する可能性がある)
    fn increase_price(&mut self, amount: u32) {
        match self {
            Item::Apple(price) => *price += amount,
            Item::Meat(price) => *price += amount,
        }
    }

    // 所有権を消費するメソッド(データを消費する)
    fn consume(self) {
        match self {
            Item::Apple(price) => println!("Consumed apple worth {} yen", price),
            Item::Meat(price) => println!("Consumed meat worth {} yen", price),
        }
    }
}

fn main() {
    let mut apple = Item::Apple(300);
    let meat = Item::Meat(1200);

    // 参照メソッドの呼び出し
    println!("Apple price: {} yen", apple.price());

    // 可変参照メソッドの呼び出し
    apple.increase_price(100);
    println!("Increased apple price: {} yen", apple.price());

    // 所有権を消費するメソッドの呼び出し
    meat.consume();
}

関数ポインタを使いこなそう

問(リンク)

add関数をfp1とfp2に関数ポインタとして定義しましょう。

コード (詳細)

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

fn main() {
    // TODO: fp1とfp2に関数ポインタを適用してください。
    let fp1 = add;
    let fp2 = add;

    assert!(fp1 == fp2, "{:?} != {:?}", fp1, fp2);
}

解答(リンク)

let op:のように明示的に関数ポインタを定義してから、代入しましょう。

コード (詳細)

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

fn main() {
    let op: fn(i32, i32) -> i32 = add; // 関数ポインタとして利用するためには明示的なfn型に変換が必要
    let fp1 = op;
    let fp2 = op;

    assert!(fp1 == fp2, "{:?} != {:?}", fp1, fp2);
}

クロージャーを使って環境中の変数を活用しましょう

問(リンク)

環境中のaとcをdivide_and_addに活用できるようにしましょう。

コード (詳細)

fn main() {
    let a = 10;
    let c = 5;

    // TODO: クロージャーとしてdivide_and_addを導入することでコンパイルエラーを解消してください。
    fn divide_and_add(b: i32) -> i32 {
        if b != 0 {
            a / b + c
        } else {
            c
        }
    }

    println!("Divide: {}", divide_and_add(1));
    println!("Divide: {}", divide_and_add(0));
}

解答(リンク)

クロージャーを使うことで環境中の変数を利用することができます。

コード (詳細)

fn main() {
    let a = 10;
    let c = 5;
    let divide_and_add = |b: i32| if b != 0 { a / b + c } else { c }; // クロージャーで定義することで、環境にある変数(a, c)を使った関数にすることができる。

    println!("Divide: {}", divide_and_add(1));
    println!("Divide: {}", divide_and_add(0));
}

さいごに

もしも本リポジトリで不備などあれば、リポジトリのissueやPRなどでご指摘いただければと思います。

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