struct / フィールド定義

// 通常の構造体（フィールドに名前があります）。
struct Point {
    x: f64,
    y: f64,
}

// タプル構造体（フィールドに名前がありません）。
struct Color(u8, u8, u8);

// ユニット構造体（フィールドがありません）。
struct Marker;

// インスタンス生成です。
let p = Point { x: 1.0, y: 2.5 };
let c = Color(255, 128, 0);
let m = Marker;

// フィールドのアクセスです。
println!("{}", p.x); // 1
println!("{}", c.0); // 255（タプル構造体はインデックスでアクセス）

構造体（struct）の定義と基本的なフィールドアクセスを確認するサンプルコードです。

sample_struct_definition.rs

// 呪術師の情報を表す構造体です。
struct Sorcerer {
    name: String,
    email: String,
    grade: u32,
    active: bool,
}

// タプル構造体の例です。
struct Point(f64, f64);
struct Meters(f64);

fn build_sorcerer(email: String, name: String) -> Sorcerer {
    Sorcerer {
        // フィールドショートハンド: 変数名とフィールド名が同じなので省略します。
        email,
        name,
        grade: 1,
        active: true,
    }
}

fn main() {
    // インスタンスを生成します。
    let user1 = Sorcerer {
        name: String::from("五条悟"),
        email: String::from("gojo_satoru@wp-p.info"),
        grade: 1,
        active: true,
    };

    println!("呪術師: {}", user1.name);
    println!("メール: {}", user1.email);
    println!("等級: {}", user1.grade);

    // mut でフィールドを変更します（構造体全体がmutになります）。
    let mut user2 = build_sorcerer(
        String::from("ryomen_sukuna@wp-p.info"),
        String::from("両面宿儺"),
    );
    user2.grade = 0;
    println!("両面宿儺 の等級更新後: {}", user2.grade);

    // 構造体の更新構文: 一部のフィールドだけ変えて新しいインスタンスを作ります。
    let user3 = Sorcerer {
        email: String::from("itadori_yuji@wp-p.info"),
        name: String::from("虎杖悠仁"),
        ..user1 // 残りのフィールドをuser1からコピーします。
    };
    println!("user3 の grade: {}", user3.grade); // 1（user1からコピー）
    println!("user3 active: {}", user3.active); // true

    // タプル構造体の使い方です。
    let p = Point(3.0, 4.0);
    let d = Meters(5.2);
    println!("Point: ({}, {})", p.0, p.1);
    println!("距離: {} m", d.0);

    // タプル構造体は分割代入も使えます。
    let Point(x, y) = p;
    println!("x={}, y={}", x, y);
}

コンパイルして実行すると次のように出力されます。

rustc struct_definition.rs
./struct_definition
呪術師: 五条悟
メール: gojo_satoru@wp-p.info
等級: 1
両面宿儺 の等級更新後: 0
user3 の grade: 1
user3 active: true
Point: (3, 4)
距離: 5.2 m
x=3, y=4

よくあるミス1: 更新構文でString型フィールドの所有権が移動

更新構文（..other）でString型フィールドがコピーされる際、Copyを実装していないStringは所有権が移動します。移動後は元のインスタンスからそのフィールドにアクセスできません。

struct_def_mistake1.rs

#[derive(Debug)]
struct Sorcerer {
    name: String,
    grade: u32,
}

fn main() {
    let s1 = Sorcerer {
        name: String::from("五条悟"),
        grade: 1,
    };

    let s2 = Sorcerer {
        grade: 0,
        ..s1 // s1.nameの所有権がs2に移動します。
    };

    println!("s2: {:?}", s2);
    // s1.nameはもう使えません。
    // println!("{}", s1.name); // コンパイルエラー

    // gradeはCopyなのでs1.gradeはまだ使えます。
    println!("s1.grade: {}", s1.grade);
}

rustc struct_def_mistake1.rs
./struct_def_mistake1
s2: Sorcerer { name: "五条悟", grade: 0 }
s1.grade: 1

元のインスタンスを保持したい場合はclone()してから更新構文を使います。

struct_def_fix1.rs

#[derive(Debug, Clone)]
struct Sorcerer {
    name: String,
    grade: u32,
}

fn main() {
    let s1 = Sorcerer {
        name: String::from("五条悟"),
        grade: 1,
    };

    let s2 = Sorcerer {
        grade: 0,
        ..s1.clone() // cloneしてからs1.nameをコピーします。
    };

    // s1もs2も両方使えます。
    println!("s1: {:?}", s1);
    println!("s2: {:?}", s2);
}

rustc struct_def_fix1.rs
./struct_def_fix1
s1: Sorcerer { name: "五条悟", grade: 1 }
s2: Sorcerer { name: "五条悟", grade: 0 }

よくあるミス2: mutを付け忘れてフィールド変更不可

Rustでは構造体インスタンスを変更するには変数をmutとして宣言する必要があります。個別のフィールドだけをmutableにすることはできません（構造体全体がmutになります）。

struct_def_mistake2.rs

struct Point {
    x: f64,
    y: f64,
}

fn main() {
    let p = Point { x: 1.0, y: 2.0 }; // mutなし

    // フィールドを変更しようとするとエラーになります。
    p.x = 3.0; // コンパイルエラー: cannot assign to `p.x`, as `p` is not declared as mutable
}

rustc struct_def_mistake2.rs
error[E0594]: cannot assign to `p.x`, as `p` is not declared as mutable

変数宣言にmutを追加します。

struct_def_fix2.rs

struct Point {
    x: f64,
    y: f64,
}

fn main() {
    let mut p = Point { x: 1.0, y: 2.0 }; // mutを付けます。
    p.x = 3.0;
    p.y = 4.0;
    println!("({}, {})", p.x, p.y); // (3, 4)
}

rustc struct_def_fix2.rs
./struct_def_fix2
(3, 4)

Rustの構造体はデフォルトでは『Debug』などのトレイトを実装していません。『println!("{:?}", s)』でデバッグ出力するには『#[derive(Debug)]』属性を追加する必要があります。

構造体の更新構文（『..other』）では、String型などのフィールドは所有権が移動します。移動後のインスタンスからそのフィールドにはアクセスできなくなります。

構造体へのメソッド追加は『impl / メソッド定義』を、自動トレイト実装は『#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]』を参照してください。