トレイト境界 / where句

use std::fmt::{Display, Debug};

// トレイト境界の基本構文です。
fn print_item<T: Display>(item: T) {
    println!("{}", item);
}

// 複数のトレイト境界（+ で連結します）。
fn print_debug_and_display<T: Debug + Display>(item: T) {
    println!("Display: {}", item);
    println!("Debug: {:?}", item);
}

// where 句でトレイト境界を書く場合です（型パラメータが多い場合に見やすくなります）。
fn compare_and_print<T, U>(t: T, u: U) -> String
where
    T: Display + PartialOrd,
    U: Display + Debug,
{
    format!("t={}, u={:?}", t, u)
}

// impl Trait 構文（簡略版）です。
fn print_it(item: &impl Display) {
    println!("{}", item);
}

use std::fmt::Display;

// 最大値を返す関数（PartialOrd が必要です）。
fn largest<T: PartialOrd>(list: &[T]) -> &T {
    let mut largest = &list[0];
    for item in list.iter() {
        if item > largest {
            largest = item;
        }
    }
    largest
}

// 複数のトレイト境界の例です。
fn describe<T: Display + std::fmt::Debug + Clone>(item: T) {
    let cloned = item.clone();
    println!("Display: {}", item);
    println!("Debug: {:?}", cloned);
}

// where 句を使う例です（複数の型パラメータ）。
fn pair_display<T, U>(t: &T, u: &U)
where
    T: Display,
    U: Display,
{
    println!("({}, {})", t, u);
}

// impl Trait で戻り値の型を隠蔽します（クロージャを返す典型例）。
fn make_adder(x: i32) -> impl Fn(i32) -> i32 {
    move |n| n + x
}

// struct にトレイト境界を付ける例です。
struct Wrapper<T: Display> {
    value: T,
}

impl<T: Display> Wrapper<T> {
    fn new(value: T) -> Self {
        Wrapper { value }
    }

    fn show(&self) {
        println!("Wrapper({})", self.value);
    }
}

fn main() {
    // largest 関数を使います。
    let numbers = vec![34, 50, 25, 100, 65];
    println!("最大数: {}", largest(&numbers));

    let chars = vec!['y', 'm', 'a', 'q'];
    println!("最大文字: {}", largest(&chars));

    // describe 関数を使います。
    describe(42);
    describe("hello");

    // pair_display を使います。
    pair_display(&3.14, &"world");

    // make_adder でクロージャを返します。
    let add5 = make_adder(5);
    let add10 = make_adder(10);
    println!("add5(3) = {}", add5(3));    // 8
    println!("add10(3) = {}", add10(3));  // 13

    // Wrapper を使います。
    let w = Wrapper::new(100);
    w.show();
    let ws = Wrapper::new("hello");
    ws.show();
}

トレイト境界と『impl Trait』は異なる使い分けがあります。『impl Trait』は1つの型で十分な場合に簡潔に書けます。複数の引数が「同じ型」である必要がある場合はトレイト境界（『T: Trait』形式）を使います。

戻り値の『impl Trait』は関数ごとに異なる具体的な型を返せます。ただし分岐によって異なる型を返すことはできません（その場合は『Box<dyn Trait>』を使います）。

トレイトの定義と実装は『trait / impl Trait for 型』を参照してください。