Syntax and Semantics

Operators and Overloading

Rustには一般的な関数のoverload機能はありませんが、いくつかの演算子はoverloadすることができます。演算子のoverloadは、traitの実装によって実現します。

use std::ops::Add;

#[derive(Debug)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

impl Add for Point {
    type Output = Point;

    fn add(self, other: Point) -> Point {
        Point { x: self.x + other.x, y: self.y + other.y }
    }
}

fn main() {
    let p1 = Point { x: 1, y: 0 };
    let p2 = Point { x: 2, y: 3 };

    let p3 = p1 + p2;

    println!("{:?}", p3);
}

Overloadできる演算子はstd::opsに定義されています。たとえば加算+演算子をoverloadしたいときは、Addtraitのadd()関数を実装します。

他に、減算-をoverloadするときは、Subtraitのsub()関数を実装します。

impl Sub for Point {
    type Output = Point;

    fn sub(self, other: Point) -> Point {
        Point {x: self.x - other.x, y: self.y - other.y}
    }
}

let p4 = p1 - p2;

println!("{:?}", p4);

Addtraitについて詳しく見てみましょう。定義は次のようになっています。

pub trait Add<RHS = Self> {
    type Output;

    fn add(self, rhs: RHS) -> Self::Output;
}

右辺は型パラメータRHSになっています。デフォルト値が自分自身なので、PointにPointを足す例だと型パラメータを省略できます。計算した結果の型は、associated typeであるOutputに指定します。

よって、Pointにi32を足してf64を返す関数は、次のようになります。

impl Add<i32> for Point {
    type Output = f64;

    fn add(self, rhs: i32) -> f64 {
        //
    }
}

Using operator traits in generic structs

以前traitを学んだときに、 SquareというstructにHasAreatraitをimplして面積を求める関数を実装しました。その時はSquareの要素はf64だったりしたのですが、もっとジェネリックなSquareにしてみます。

このとき、Squareの内部型Tに対して掛け算をおこなって面積を計算しますが、 Tに乗算演算子*が使える必要があります。そこでTがMul<Output = T>traitを持っている制約をかけます。

つまりコードは次のようになります。

use std::ops::Mul;

trait HasArea<T> {
    fn area(&self) -> T;
}

struct Square<T> {
    x: T,
    y: T,
    side: T,
}

impl<T> HasArea<T> for Square<T>
        where T: Mul<Output = T> + Copy {
    fn area(&self) -> T {
        self.side * self.side
    }
}

fn main() {
    let s = Square {
        x: 0.0f64,
        y: 0.0f64,
        side: 12.0f64,
    };

    println!("Area of s: {}", s.area());
}

Learning Rust - Operators and Overloading

Syntax and Semantics

Operators and Overloading

Using operator traits in generic structs