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Box<T>
『Box<T>』はヒープ上に値を確保するスマートポインタで、サイズが不明な型の格納や再帰的なデータ構造の定義、トレイトオブジェクトの保持などに使います。
構文
// ヒープに値を確保します。
let b = Box::new(値);
// 中身へのアクセス（自動的に参照外しされます）
*b
// トレイトオブジェクト（動的ディスパッチ）
let obj: Box<dyn トレイト名> = Box::new(値);
// 再帰的なデータ構造
enum List {
Cons(i32, Box<List>),
Nil,
}
メソッド一覧
| メソッド・操作 | 概要 |
|---|---|
| Box::new(v) | 値vをヒープに確保し、Boxを返します。 |
| *b | Derefにより中身の値にアクセスします。 |
| Box<dyn Trait> | トレイトオブジェクトを保持します。実行時に動的ディスパッチされます。 |
| drop(b) | Boxがスコープを抜けると中身ごと自動的に解放されます。 |
サンプルコード
// トレイト定義
trait Animal {
fn sound(&self) -> &str;
}
struct Dog;
struct Cat;
impl Animal for Dog {
fn sound(&self) -> &str { "woof" }
}
impl Animal for Cat {
fn sound(&self) -> &str { "meow" }
}
// 再帰的なリスト構造（Boxなしではコンパイルエラー）
enum List {
Cons(i32, Box<List>),
Nil,
}
fn main() {
// 基本的な使い方：ヒープに値を確保します。
let b = Box::new(5);
println!("{}", *b); // 5（Derefで参照外し）
// トレイトオブジェクト：異なる型を同じVecに入れられます。
let animals: Vec<Box<dyn Animal>> = vec![
Box::new(Dog),
Box::new(Cat),
];
for a in &animals {
println!("{}", a.sound()); // woof / meow
}
// 再帰リスト：Cons(1, Cons(2, Cons(3, Nil)))
let list = List::Cons(1,
Box::new(List::Cons(2,
Box::new(List::Cons(3,
Box::new(List::Nil))))));
// bはスコープを抜けると自動解放されます。
}
概要
『Box<T>』はスタックではなくヒープに値を置くため、コンパイル時にサイズが決まらない型（再帰型など）も扱えます。また、『Box<dyn Trait>』の形でトレイトオブジェクトを保持すると、異なる型を統一的に扱う動的ディスパッチが実現できます。
Rustの『Deref』トレイトにより、『Box<T>』は多くの場面で自動的に参照外しされ、通常の参照と同様に扱うことができます（Deref強制型変換）。
BoxはCloneを自動実装しないため、中身の型がCloneを実装していてもBoxごとclone()するには『#[derive(Clone)]』や明示的な実装が必要です。
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