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Rust辞典

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ジェネリクス(<T>)/ 型パラメータ

ジェネリクスは、型をパラメータとして受け取れる汎用的な関数・構造体・列挙型を定義する仕組みで、コードの重複を避けながら型安全性を保てます。

構文
// 関数のジェネリクス
fn 関数名<T>(引数: T) -> T { ... }

// 複数の型パラメータ
fn 関数名<T, U>(a: T, b: U) { ... }

// 構造体のジェネリクス
struct 構造体名<T> {
    フィールド: T,
}

// 列挙型のジェネリクス(Optionの定義例)
enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

// implブロックのジェネリクス
impl<T> 構造体名<T> {
    fn メソッド名(&self) -> &T { &self.フィールド }
}
型パラメータ一覧
記法概要
<T>単一の型パラメータです。慣例的に大文字1文字を使います。
<T, U>複数の型パラメータです。それぞれ独立した型を受け取ります。
<T: Trait>トレイト境界付き型パラメータです。特定のトレイトを実装した型に限定します。
struct Foo<T>構造体をジェネリクスにします。フィールドの型を外部から指定できます。
impl<T> Foo<T>ジェネリクス構造体にメソッドを実装します。
サンプルコード
// ジェネリクス関数:どんな型の最大値も求められます。
fn largest<T: PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
    if a > b { a } else { b }
}

// ジェネリクス構造体:任意の型の値を保持します。
struct Pair<T> {
    first: T,
    second: T,
}

impl<T: std::fmt::Display> Pair<T> {
    fn show(&self) {
        println!("({}, {})", self.first, self.second);
    }
}

fn main() {
    // 整数でも浮動小数点でも同じ関数が使えます。
    println!("{}", largest(3, 7));       // 7
    println!("{}", largest(2.5, 1.8));   // 2.5

    // 構造体の型パラメータは推論されます。
    let p = Pair { first: 10, second: 20 };
    p.show(); // (10, 20)

    let s = Pair { first: "hello", second: "world" };
    s.show(); // (hello, world)
}
概要

ジェネリクスを使うと、同じロジックを異なる型に対して再利用できます。Rustはコンパイル時に各型について具体的なコードを生成する「単相化(monomorphization)」を行うため、実行時のオーバーヘッドはありません。

型パラメータ名は慣例的に『T』『U』『V』のような大文字1文字が使われますが、任意の名前を付けることもできます。複数の型パラメータが必要な場合は『<T, U>』のようにカンマで区切ります。

トレイト境界なしの型パラメータは、演算子(>、+など)を使用できません。型に対して特定の操作を行いたい場合は、トレイト境界を指定する必要があります。

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