プログラミング

Rustのパターン構文ガイド

最終更新： 28/02/2025
1 分の読み

Rustにおける「パターン構文（Pattern Syntax）」は、変数や値をマッチングするための重要な部分です。Rustでは、パターンを使用することで、より直感的かつ効率的にコードを記述することができます。この記事では、Rustのパターン構文について、詳細かつ包括的に説明します。

パターンとは？

パターンは、値に対して「構造的なマッチング」を行うための式です。パターンを使用すると、変数に対して条件を設定したり、特定の構造体や列挙型の値を抽出したりできます。Rustでは、これを主にmatch式やif let、while letなどで利用します。

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パターンの基本構文

Rustでのパターンは、以下の構文で書かれます。

rust
let pattern = expression;

ここで、patternは変数や値が一致するかをテストするパターンで、expressionはそのパターンがマッチするかどうかを評価する式です。

例:

rust
let x = Some(5);

match x {
    Some(val) => println!("値は: {}", val),
    None => println!("None"),
}

このコードでは、Some(5)という値に対してパターンSome(val)を使用しています。もしxがSomeであれば、その中身（ここでは5）をvalとして取り出し、出力します。

パターンの種類

Rustのパターンにはさまざまな種類があり、それぞれ異なる目的で使用されます。以下では主なパターンの種類について説明します。

1. 変数パターン

最も基本的なパターンで、単に変数をバインディングします。これにより、変数はそのパターンに一致する値を保持します。

rust
let x = 5;
let y = x; // xをyにバインド

ここで、xの値はyにコピーされます。

2. リテラルパターン

リテラル（整数、文字、文字列など）を使用して、特定の値に一致させるパターンです。

rust
let x = 5;

match x {
    1 => println!("One"),
    5 => println!("Five"),
    _ => println!("Other"),
}

この場合、xが5なので、出力は「Five」になります。_はワイルドカードとして、その他のすべての値に一致します。

3. タプルパターン

タプルは複数の値をまとめたものです。タプルパターンを使うと、タプル内の各要素にアクセスすることができます。

rust
let pair = (1, 2);

match pair {
    (1, y) => println!("1と{}のペア", y),
    _ => println!("別のペア"),
}

このコードでは、pairの最初の要素が1の場合、その次の要素（y）を取り出して使用します。

4. 構造体パターン

構造体のフィールドを個別にマッチさせることができます。

rust
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

let point = Point { x: 5, y: 10 };

match point {
    Point { x, y: 10 } => println!("yが10でxは{}", x),
    _ => println!("その他のポイント"),
}

この例では、Point構造体のxフィールドとyフィールドにマッチさせています。

5. 列挙型パターン

Rustの列挙型（enum）の各バリアントに対してマッチさせることができます。

rust
enum Option {
    Some(T),
    None,
}

let x = Some(5);

match x {
    Some(val) => println!("値は: {}", val),
    None => println!("値は存在しません"),
}

このコードでは、Someバリアントの中にある値にアクセスし、表示しています。

6. ガード付きパターン

match文やif let文では、パターンに「ガード」を追加して条件をさらに絞ることができます。

rust
let x = 6;

match x {
    1..=5 => println!("1から5の範囲"),
    n if n % 2 == 0 => println!("偶数: {}", n),
    _ => println!("その他"),
}

この例では、xが偶数の場合にのみ「偶数」としてマッチします。n if n % 2 == 0という部分がガードです。

7. ワイルドカードパターン

ワイルドカードパターン（_）は、すべての値にマッチする特殊なパターンです。通常、その他のケースを捕捉するために使用されます。

rust
let x = 5;

match x {
    1 => println!("One"),
    2 => println!("Two"),
    _ => println!("Other"), // 1と2以外のすべての値
}

ここで、_は1や2以外のすべての値にマッチします。

パターンマッチングの応用

Rustでは、パターンマッチングを使って、複雑なデータ構造や論理を簡潔に表現することができます。特にエラーハンドリングにおいて、Result型やOption型を使ったパターンマッチングは非常に強力です。

rust
enum Result {
    Ok(T),
    Err(E),
}

let result = Ok(42);

match result {
    Ok(v) => println!("成功: {}", v),
    Err(e) => println!("失敗: {}", e),
}

このように、パターンマッチングを使うことで、エラーハンドリングを明確に行うことができます。

結論

Rustのパターン構文は、コードの可読性を高め、効率的なデータ処理を実現するための強力なツールです。パターンマッチングを使うことで、条件分岐を簡潔に書けるだけでなく、複雑なデータ構造にも柔軟に対応できます。パターンの種類と使い方を理解し、効果的に活用することで、より安全でエラーの少ないコードを書くことができるようになります。

最終更新： 28/02/2025
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