【Rust】Enumとmatchがよく分からん。という人に向けて ~Optionを添えて~

はじめに

本記事はrust book 6章を元に、もう少し詳しくに解説しています。

コードサンプルや解説をもっと知りたいという方を対象としています。

Enum

RustでEnumは以下のように定義できます。

enum IpAddrKind {
    V4,
    V6,
}

そしてそれぞれを出力すると、V4,V6と表示されます。

#[derive(Debug)]
enum IpAddrKind {
    V4,
    V6,
}

fn main() {
    println!("{:?}", IpAddrKind::V4); // V4
    println!("{:?}", IpAddrKind::V6); // V6
}

Enumは個別に型を持てる

Enumはそれぞれのvariantに値を持つことができます。
そのため、Enumを包含した余計な型を作る手間を省くことができます。

#[derive(Debug)]
enum IpAddrKind {
    V4(u8, u8, u8, u8),
    V6(String),
}

fn main() {
    println!("{:?}", IpAddrKind::V4(127, 0, 0, 1)); // V4(127, 0, 0, 1)
    println!("{:?}", IpAddrKind::V6(String::from("::1"))); // V6("::1")
}

メソッドを定義できる

enumは構造体と同じようにメソッドを実装できます。
先ほどの例のprintln!を共通化してみましょう。

call()メソッドを定義しました。

#[derive(Debug)]
enum IpAddrKind {
    V4(u8, u8, u8, u8),
    V6(String),
}

// メソッドを定義
impl IpAddrKind {
    fn call(&self) {
        println!("{:?}", self);
    }
}

fn main() {
    IpAddrKind::V4(127, 0, 0, 1).call(); // V4(127, 0, 0, 1)
    IpAddrKind::V6(String::from("::1")).call(); // V6("::1")
}

match

Rustにはパターンマッチングのためのmatchと呼ばれる制御フロー構文があります。Goのswitch文と似ています。

enum Color {
    Red,
    Blue,
    Green,
}

fn main() {
    let color = Color::Red;
    let color_jp = color_to_jp(color);

    println!("{}", color_jp); // あか
}

fn color_to_jp(color: Color) -> String {
    match color {
        Color::Red => String::from("あか"),
        Color::Blue => String::from("あお"),
        Color::Green => String::from("みどり"),
    }
}

Enumに個別の型がある場合

Enumには個別に値を持てると前述しましたが、その場合はmatchの中で()を書くことで引数のように受け取れます。

値が不要な場合はColor::Red(_)やColor::Red(..)と記述します。

赤だけにカラーコードを持たせてみましょう。そして、matchした場合はカラーコードをprintするようにコードを書き直します。

#[allow(dead_code)]
enum Color {
    Red(String),
    Blue,
    Green,
}

fn main() {
    let color = Color::Red(String::from("#ff0000"));
    let color_jp = color_to_jp(color);

    println!("{}", color_jp); // あか
}

fn color_to_jp(color: Color) -> String {
    match color {
        Color::Red(color_code) => {
            println!("{}", color_code); // #ff0000
            String::from("あか")
        }
        Color::Blue => String::from("あお"),
        Color::Green => String::from("みどり"),
    }
}

matchは全てのケースを書くこと

matchでは全てのケースを書かないとエラーとなります。そこで、個別に書かなくていい場合は_(アンダースコア)を使用して、その他をまとめて表現できます。

#[allow(dead_code)]
enum Color {
    Red,
    Blue,
    Green,
}

fn main() {
    let color = Color::Blue;
    let color_jp = color_to_jp(color);

    println!("{}", color_jp); // その他
}

fn color_to_jp(color: Color) -> String {
    match color {
        Color::Red => String::from("あか"),
        _ => String::from("その他"),
    }
}

Enum以外にも利用できる

ここまでEnumのmatchについて説明しましたが、Enum以外にも使用することができます。

fn main() {
    let number = 2;

    match number {
        1 => println!("One"),
        2 => println!("Two"),
        3 => println!("Three"),
        _ => println!("Other"),
    }
}

Optionを使いこなそう

ご存知の通り、RustにはNullがありません。その代わりにこのOptionを使います。
そして中身はシンプルです。2つのバリアンとしかありません。

Nullになる可能性がある値は、Optionでラップした型を使います。
値がある場合はSome, 値がない場合はNoneを設定します。

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

使い方

値がある場合はSome(値)としてSomeの中に値を格納します。
値が無い場合はNoneとして無いことを表現します。

matchを使って、SomeとNoneのEnumでパターンマッチングを行います。

fn main() {
    let some_value = Some(String::from("Hello")); // Someは値がある
    let none_value: Option<String> = None; // Noneは値が無い

    println!("{}", response(some_value)); // Hello World
    println!("{}", response(none_value)); // No value
}

fn response(value: Option<String>) -> String {
    match value {
        Some(value) => {
            value + " World"
        }
        None => String::from("No value"),
    }
}