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  • Rustのパターンマッチングについて学んだ話

    Rustは構文のレベルでパターンマッチングをする言語で、しかも至る所でそれが出てくるので、パターンマッチングを受け入れないとコードを読めるようにならない。

    例えばmatch文。

    fn main() {
    
        let x:i32=5;
        let y:i32=10;
    
        // 「(5 , 10) というパターン」
        match (x,y){
    
            // (5,10) の内容が 「(5,10)」 に一致する場合
            (5,10)=> println!("Both x and y are 5 and 10, respectively."),
    
            // (5,10) の内容が 「(5,何でもいい)」 に一致する場合
            (5,_)=>  println!("x is 5, and y can be any value."),
    
            // (5,10) の内容が 「上記のパターン以外」 に一致する場合
            _ =>     println!("Neither of the above patterns match x and y."),
        }
    
    
        print!("{} {}",x,y);
    
    }
    

    これはなんとなくわかる。

    ところがRustには「パターンにマッチするか」だけではなく、「マッチして、それが変数だったらそこに値を拘束する」という機能もある。

    つまり以下は、

    ・「パターンマッチ」

    ・「value_of_yの変数宣言」

    ・「value_of_yへのyの代入」

    が同時に行われている。

    fn main() {
    
        let x:i32=5;
        let y:i32=7;
    
        // 「(5 , 10) というパターン」
        match (x,y){
    
            (5,10)=> println!("Both x and y are 5 and 10, respectively."),
    
            // パターンマッチングを行い、マッチした場合は値の拘束(変数の定義と代入)も行う
            (5,value_of_y )=>  println!("x is 5, and y is {}",value_of_y),
    
            _ =>     println!("Neither of the above patterns match x and y."),
        }
    
    }
    

    一事が万事この調子なので、変数を定義する機能だと思っていたletも、実はパターンマッチと、マッチした場合の値の拘束を同時に行う構文だということになる。

    だからlet文で変数定義をするときに_ (ワイルドカード)が使えてしまう。

    fn main() {
    
        // 例1
        // (x,y)というパターンと(3,5)はマッチする
        // マッチするので、
        // x に 3 を拘束
        // y に 5 を拘束
        // この二つを同時に行う。
        let (x,y)=(3,5);
    
    
        // 例2
        // (z,何でもいい) というパターンと (7,9) はマッチする
        // マッチするから 7 が z に 拘束される
        // _ はワイルドカードなので無視される。
        let (z,_)=(7,9);
    
        println!("{} {} {} ",x,y,z);
    
    }
    

    let文の=の右辺と左辺でパターンマッチを行い、拘束可能な部分は拘束する。拘束できないところは無視する。

    こんなもの何に使うんだと思うのだが、ある構造体なりタプルかなりから値を取り出したい、しかし全部取り出す必要はないときに、不要な変数宣言を省略できるという利点がある。

    fn main() {
    
        // 三つの三次元座標を用いて三角形を一枚定義
        let triangle_points = [
             (0,3,9), // 頂点1
             (7,0,6), // 頂点2
             (4,7,2)  // 頂点3
        ];
    
        // この三角形を Z 平面に投影した二次元座標を取得したい
        for p in triangle_points{
    
            // 三要素の p から前二つだけ取り出し、x,yに拘束
            // 三つ目の要素は z に入れるべきだが、不要なので _ を指定して省略。つまり変数 z は定義しない。
            let (x,y,_) = p;
    
            println!("{} {}",x,y);
    
        }
    
    }
    

    Rust的には、「比較するものとされるものがマッチするならコンパイルが通る」わけで、当然構造体でも同じ理屈が通用する。

    構造体の場合、無視の記号は .. を用いる。また構造体はフィールド名で値を選択するので、順番は気にしなくていい。

    struct Point {
        x: i32,
        y: i32,
        z: i32,
    }
    
    fn main() {
    
    
      let point = Point { x: 0, y: 7, z: 9 };
    
      // point からy座標だけ取り出したいので
      // y_coord変数を定義し、 point.y を拘束
      // .. により、ほかのフィールドは無視する
      let Point { y:y_coord, .. } = point;
    
      // point.y が取れているか確認
      println!("y value is {}",y_coord);
    
    
    }